通过动态交联聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)实现绿色高性能泡沫

发布时间:2023年10月20日

       塑料泡沫常被用于包装和缓冲等服役周期短的产品,不易回收。塑料泡沫的大量使用和废弃对生态环境造成了恶劣影响。使用可生物降解聚合物替代传统的石油基聚合物制备泡沫是缓解环境问题的一个有效举措。线性聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)分子量不足,导致泡沫的发泡性能和力学性能较差,严重制约了可生物降解的PBAT作为泡沫材料的工业应用。

       本工作中,通过先将生物基的衣康酸酐(IA)接枝到PBAT主链上,之后加入环氧大豆油(ESO),通过Zn2+催化的酯交换反应构建动态交联网络。流变学结果表明,随着交联度的增加,动态交联PBAT的储能模量和粘度明显增加,表现出类粘性液体向类弹性固体的转变行为。在交替的大振幅和小振幅振荡剪切下,可观察到可逆的交联点断裂和通过动态键的重新键合实现的整体交联网络的重新形成,赋予了动态交联PBAT加工过程中的流动性和弹性。动态交联PBAT在拉伸流动下表现出应变硬化行为,可通过超临界CO2发泡技术进行发泡。所制备的轻质泡沫发泡倍率高达26.7,密度仅为0.045 g/cm3。得益于动态交联网络贡献的泡孔结构和力学性能,泡沫表现出增强的弹性、比压缩强度和阻尼性能。通过动态交联网络同时改变PBAT粘弹性和力学性能的策略为高性能PBAT泡沫制备提供了新的途径。


Zi-Yang Fan, Ze-Zhi Shi, Ling Ma, Pengjian Gong, Rui-Ying Bao*, Ming-Bo Yang, and Wei Yang*. Dynamic Cross-linked Poly(butylene adipate-co-terephthalate) for High-Performance Green Foam. ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 2023

录用时间:2023年10月18日

全文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.3c05780