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理论与研究 马调调·PBAT/OMMT 复合材料的力学性能研究

PBAT/OMMT 复合材料的力学性能研究

马调调
( 榆林市天然气化工有限责任公司，陕西 榆林 718100)

摘要 ： 以可降解聚酯聚对苯二甲酸丁二醇酯 - 己二酸丁二醇酯 (PBAT)、有机蒙脱土 (OMMT) 为原料，采用熔融插层复合技
术制备可降解聚酯 (PBAT)/ 有机蒙脱土纳米复合材料，并对材料的相关性能进行了表征和研究。首先，采用固相插层法以十六烷
基三甲基溴化铵 (CTAB) 为插层剂，对蒙脱土进行有机化处理，并对固相插层工艺进行了详细的研究。结果表明 ：插层剂用量、
搅拌温度，搅拌时间都成为了影响插层效果的因素。然后将有机蒙脱土 (OMMT)与 PBAT 进行熔融插层共混，制得可降解聚酯
PBAT/ 蒙脱土纳米复合材料，并使用 X 射线衍射 (XRD)、拉伸机、差示量热扫描 (DSC) 对其性能进行表征。考察了蒙脱土含量对
复合材料性能的影响。结果表明，熔融插层制备的纳米复合材料的力学性能、热性能等与纯的 PBAT 相比都有了较大的提高。
关键词 ： 固相插层法 ；熔融插层法 ；力学性能 ；耐热性能 ；表面处理
中图分类号 ： TQ323.41 文章编号 ： 1009-797X(2019)10-0001-08
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2019.10.001

PBAT 具有高降解性，机械性能与低密度聚乙烯 了 PBAT 的多项加工性能。而且从另一面讲，PBAT/
相近，柔韧性良好，结晶度低，是一种具有广阔应用 OMMT 纳米复合材料的优越性能也体现出其对节约资
前景的可生物降解聚合物，但其力学性能较差，限制 源与能源，发展循环经济，走新型化工业道路的重要
了它的应用领域且单一均聚物难以满足现代科学对高 意义。再者，采用熔融插层法制备 PBAT/OMMT 纳米
聚物日益刻薄的要求。因此，需要对其进行力学性能 复合材料，设备要求简单，工艺也不复杂，制备过程
和其它性能的改进。其中，人们发现利用纳米无机粒 也相对环保，而且生产容易实现工业化，因此，其必
子填充剂就能提高其某些性能。无机蒙脱土就是较为 将成为国内外研究机构在新型功能材料方向上的一个
常用的一种。蒙脱土因为其纳米尺寸以及与聚合物 研究热点。
的较高相容性，因此它的增韧增强效果很好。另外，
PBAT 是一种较新的可降解聚酯，国内外对其进行的 1 实验部分
研究并不如其它聚合物那么多。再者，聚合物 / 纳米 1.1 实验药品
无机粒子复合材料它的应用效果非常好，具有广阔的 蒙 脱 土，(400 目， 离 子 交 换 量 约 为 100 mmol/
市场空间。因此，对其进行性能改进研究应该具有一 100 g 土 )，市售 ；十六烷基三甲基溴化铵，分析纯，
定的价值。而之所以采取熔融插层法主要是因为它贴 市售 ；对苯二甲酸丁二醇酯 - 己二酸丁二醇酯，分析
近实际工业生产，对环境污染较小。 纯，市售。
本文旨在得到可降解聚酯 PBAT/OMMT 纳米复 1.2 实验仪器
合材料并对其性能进行表征。在此次纳米复合材料 XS-60 橡胶混炼挤出机，上海科园橡塑机械设备
的制备过程中，本实验仔细研究了固相法有机化处 有限公司 ； DZF-6020 型真空干燥箱，上海博远实业
理 MMT、熔融插层、纳米无机粒子分散及增韧增强 有限公司医疗设备厂 ； XLW 智能电子和拉力试验机，
等机理，认真地分析了单因素对 MMT 层间距的影 济南蓝光机电技术有限公司 ； D8 Advance 型多晶 X
响，还比较了分别在固相法与水相法下的 OMMT 性 射线衍射仪，德国布鲁克公司 ； Q100 型差示扫描量热
能。 实 验 期 待 PBAT/OMMT 纳 米 复 合 材 料 的 力 学 性 仪，美国 TA 仪器公司。
能与纯 PBAT 相比有了较大提高。这进一步表明了熔
融插层复合技术在纳米复合材料制备工艺中的应用取
作者简介 ：马调调 (1992-)，女，本科，工程师，现从事
得了成功。该纳米复合材料的成功制备不仅有效地拓
复合材料研究工作。
展了 PBAT 的在实际生产、生活中的应用空间，提高 收稿日期 ：2018-05-25

年
2019 第 45 卷 ·1·