聚(对苯二甲酸乙二醇酯),PET是最广泛使用的热塑性聚酯,其最大的应用在美国是在饮料瓶的制造。之一1大多数这些瓶都是一次性的,这在过量废物引起的环境问题。为了减轻对环境的负担,大大消费后PET再循环和再用于各种用途。然而,回收的PET(RPET)易于发生水解和热降解,降低其分子量和特性粘度。这反过来又导致其机械性能和可模塑性恶化。2-7这可以通过改进剂,如聚合物,填料和纳米颗粒-以改善机械性能。加入增强填料和增韧进行补偿8-11然而,虽然有RPET已混有各种弹性体,由于在极性差异这些共混物通常是不混溶的,并导致不利的机械性能。或者,添加特定的扩链剂(CES)是增加分子量的有效方法,并因此熔体RPET的粘度。与其它聚合物-例如结合RPET,聚(己二酸丁二醇酯-共-对苯二甲酸酯),PBAT-也可以提高性能,如韧性。7下面,我们详细地对我们的加入CE时,热塑性弹性体(TPE)的效果的调查,和PBAT上RPET的机械,形态和热性质。
我们研究RPET共混物的各种制剂(见表1)。对于所有的人,我们用造粒及废料RPET(塑料片从瓶),用245℃的熔融温度 我们所使用的热塑性弹性体是山都平8211-45,与0.93g/cm密度3。CESA-9930C扩展是我们的行政长官:这是环氧官能苯乙烯丙烯酸共聚物(低聚偶联剂)能够重新连接降解的聚合物链。我们还研究了RPET融合了PBAT,这是一个商业,可生物降解的和灵活的共聚物和增韧剂。RPET,CE,TPE和/或PBAT是用一个热动力学混合器混合,在260℃。然后我们排出的熔融共混物并压入一个平片。一旦冷却,固化,将材料造粒(即,颗粒化)。最后,我们注塑成型的研磨材料为拉伸棒。
表1中。
该复合材料的百分数组合物(按重量计)。RPET:回收的聚对苯二甲酸乙二醇酯。TPE:热塑性弹性体(山都平8211-45)。行政长官:扩链剂(CESA-9930C扩展)。PBAT:聚(己二酸丁二醇酯-共-对苯二甲酸酯(Ecoflex树脂®)。
条目 RPET 行政长官 PBAT TPE
1 98.7 1.3 0 0
2 73.7 1.3 25 0
3 70 0 0 30
4 50 0 0 50
5 0 0 0 100
我们开始通过测量熔解曲线(见图我们的调查热性能1)。处女TPE熔化,在150℃,而RPET中所有共混物中显示的吸热峰在约245℃。在测试的两种热塑性弹性体/ RPET共混物,单独的吸热峰观察到,表明该材料是不混溶的。在另一方面,统一的吸热信号的RPET / CE和RPET / PBAT / CE共混物表明,CE和PBAT,但是并不影响RPET融化特性。
图1。
熔RPET的曲线融合了TPE,PBAT,和CE,和处女的TPE,从第二个加热循环。所有的复合材料被报告为%(重量),和吸热值以mW /毫克。
我们接下来测定的拉伸模量,拉伸强度和应变在我们的复合材料的断裂(见图 2)。无论是RPET / CE和RPET / PBAT / CE标本没有在预先设定的最大应变断裂。在RPET / TPE的断裂应变共混物随TPE浓度。然而,强度和模量均较RPET的融合了CE和PBAT含量较低。比断裂和RPET / TPE的共混物的机械性能理想的应变不太有可能是由于在两个部件之间的差异在极性。该RPET / CE共混物有最高的极限拉伸强度。相反,包含PBAT到这个混合物(即,在RPET / PBAT / CE共混物)下降的极限抗拉强度。我们也观察到拉伸弹性模量有类似的趋势。
图2。
拉伸应力 - 应变曲线RPET融合了TPE,PBAT,和CE,和处女的TPE。所有复合物按重量计报告为%。
我们还表征了RPET共混物通过扫描电子显微镜(参见图 3)。在RPET / CE和RPET / PBAT / CE共混物的断裂面相当光滑,说明低温冷冻后脆性断裂。或者,RPET / TPE共混物表现出一些小空洞。这些空腔可能形成硫化的TPE阶段中挥发性化合物释放的结果,并出疲软交融。
图3。
RPET的扫描电子显微照片共混物具有不同的填料。(一)RPET用1.3%的Ce,(二)RPET用25%PBAT和1.3%的Ce,(三)RPET,用30%的TPE,以及(d)RPET用50%的热塑性弹性体。所有复合物按重量计报告为%。
总之,我们已经证明,包括扩链剂在RPET提高其机械性能。这些CE设备可以通过重新加入破聚合物链在任时的熔融过程中的羟基或RPET的羧基端基提高强度。该RPET的机械性能差/ TPE共混物可能的结果从两个组件之间的不兼容。12因为从合并的CE到RPET潜在的环境效益是巨大的,我们继续探讨这些聚合物复合材料的潜在应用。
立盛Turng
威斯康星-麦迪逊大学
Yottha Srithep
威斯康星大学麦迪逊分校