CaCO3填充量对PBAT复合材料性能的影响

宋晓玲，沈姗姗，杨晓倩

（新疆天业（集团）有限公司，新疆 石河子 832000）

摘  要：采用生物可降解聚酯——聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT)和纳米碳酸钙（CaCO,）为原料，按照不同质量配比混合，再添加其他助剂，通过后加工工艺制备出PBAT/CaCO，复合材料。探究了相同填充量下纳米CaCO，和改性纳米Ca-CO，填充制备PBAT/CaCO,复合材料的差屏，以及不同填充量下，改性纳米CaCO,填充制备PBAT/CaCO，复合材料的结构和性能的变化。结果表明，改性后纳米CaCO，更有利于提高PBAT之间的相容性，但添加量>15%时，复合材料的结晶速率和熔体的流动性下降，不利于加工成型。

关键词：改性；纳米碳酸钙；填充；PBAT；复合材料

1 研究背景

绝大多数传统石油基塑料具有极高的化学稳定性，在自然环境中难以降解，可存在数百年之久。更严重的是，这些塑料废弃物会逐渐破碎、微化，形成微塑料和纳米塑料，广泛分布于全球生态系统，并可通过食物链富集，对生物体和人类健康构成潜在威胁。在此背景下，可降解材料被视为解决上述困境最具潜力的方案之一，吸引了学术界与工业界的广泛研究兴趣，其中，聚乳酸（PLA）和聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT)已成为商业上最成功的代表。

目前，针对PBAT存在的各类缺点主要是以有机物和无机物填充改性PBAT来避免。纳酸钙（CaCO₃）价格低廉、无毒、化学性质稳定，是PBAT改性应用最广泛的无机填料之一，不仅可以增强PBAT的熔体强度，提高机械性能，而且还能降低生产成本。因此，将工业纳米CaCO₃通过表面改性添加到PBAT基体中，然后通过共混熔融挤出，制备PBAT/CaCO₃，复合材料，探究其流变性能和结晶行为，并筛选出性能较好的复合材料。

2 实验部分

2.1 主要材料与实验仪器

2.1.1 主要材料

PBAT，中化学东华天业新材料有限公司；纳米Ca-CO₃，上海迈瑞尔生化科技有限公司；醋酸乙烯酯，上海睿岩石油化工有限公司；铝酸酯，广东翁江化学试剂有限公司；钙相容剂马来酸酐，山东飞鸿新材料有限公司；硬脂酸，济南山海化工科技有限公司；硬脂酸钙，廊坊乾耀化学试剂有限公司；芥酸酰胺，郑州卓创化工产品有限公司；柠檬酸三丁酯，潍坊迪蒙化工有限公司；抗氧剂1010，南通新长化学有限公司。

2.1.2 主要仪器

真空干燥箱，DEF-6053，上海一恒科学仪器有限公司；电子天平，ME4002，梅特勒-托利多仪器公司；微型双螺杆挤出机，SJZS-10B，武汉瑞鸣实验仪器制造有限公司；高速混合机SHR-10A，江苏连冠科技发展有限公司；切粒机，宁波立欧机械设备有限公司；傅里叶变换红外光谱仪（FTIR），icoletiS20，美国赛默飞科技公司；差示扫描量热仪（DSC），DSC3500，德国耐驰公司；旋转流变仪，美国英斯特朗公司。

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