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青島科技大學(xué)張振秀教授:PBAT可以造鞋,超臨界發(fā)泡新進(jìn)展
來(lái)源:生物降解材料研究院   發(fā)布時(shí)間:2024-05-08   瀏覽:6601

高彈性聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)泡沫的制備對(duì)環(huán)境保護(hù)和治理“白色污染”具有重要意義,它具有良好的機(jī)械性能和生物相容性,有望替代用于鞋材、生物醫(yī)用材料等領(lǐng)域。

PBAT泡沫,怎么解決回彈性問(wèn)題

PBAT泡沫也有一些缺點(diǎn),它的回彈性相比于一些傳統(tǒng)的彈性體更弱一些,難以滿(mǎn)足高性能鞋材的要求。

對(duì)此,青島科技大學(xué)教授張振秀團(tuán)隊(duì)提出了“將彈性更好的熱塑性聚醚酯彈性體(TPEE)和擴(kuò)鏈劑(ADR)與PBAT通過(guò)一鍋共混,采用超臨界氮?dú)獍l(fā)泡來(lái)提高回彈性”的策略。

在這項(xiàng)工作中,張振秀團(tuán)隊(duì)將ADR作為反應(yīng)性添加劑,除了增加PBAT與TPEE的相容性外,還可以增強(qiáng)PBAT/TPEE的粘彈性和熔體強(qiáng)度,提高發(fā)泡性能;TPEE的加入提高了PBAT泡沫的回彈性,當(dāng)PBAT/TPEE共混比為70:30時(shí),拉伸強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度表現(xiàn)最好,回彈性也從40%大幅提升至61%。

張振秀教授已申請(qǐng)一系列聚合物發(fā)泡的發(fā)明專(zhuān)利,包括:一種超輕高阻燃生物可降解PLA泡沫及其制備工藝,專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?02211548273.0;可生物降解的PBAT超臨界發(fā)泡材料及制備方法和應(yīng)用,專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?02311564215.1。

據(jù)專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)介紹,制備出來(lái)的PBAT超臨界發(fā)泡材料發(fā)泡倍率高,密度低,力學(xué)性能優(yōu)異,泡孔不易破裂,回彈性好,廣泛用于制作瑜伽墊、鞋中底和鞋墊。

PBAT泡沫,怎么保持降解性能

PBAT發(fā)泡材料因其優(yōu)秀的生物降解性能,在一次性包裝或醫(yī)療用品領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。但其線(xiàn)性分子鏈結(jié)構(gòu)使其難以發(fā)泡,傳統(tǒng)的交聯(lián)改性會(huì)降低其降解性能,如何保持其降解性能是業(yè)界研究的焦點(diǎn)。

在這項(xiàng)工作中,張振秀團(tuán)隊(duì)以過(guò)氧化二異丙苯(DCP)為引發(fā)劑,將N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)接枝到PBAT上,然后用超臨界N2制備了PBAT-g-NVP泡沫。

結(jié)果表明,接枝反應(yīng)提高了熔體強(qiáng)度和發(fā)泡性能,但降解性能保持不變。

該團(tuán)隊(duì)研究了接枝機(jī)理、流變性能、熱性能和發(fā)泡行為。流變性能表明,PBAT-g-NVP的熔體強(qiáng)度顯著提高。發(fā)泡窗口變寬(100℃-150℃),泡孔結(jié)構(gòu)變得均勻。當(dāng)DCP含量為0.4wt%和NVP含量為3wt%時(shí),PBAT-g-NVP泡沫的膨脹率為10.5,最大壓應(yīng)力為253.2kPa。此外,PBAT-g-NVP泡沫在35d內(nèi)降解率達(dá)到98%。

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