Forschungshintergrund und Kernfunden
Der biologisch abbaubare Polyhexadioksäure-PBAT-Schaum wird als nachhaltige Alternative zu ölbasierten Schaumstoffen angesehen, aber seine schlechte Elastizität und starke Kontraktion nach dem Schaum beschränken die praktische Anwendung. Eine im Journal of Applied Polymer Science veröffentlichte Studie schlägt eine einfache und effektive Strategie vor: PBAT mit thermoplastischem Polyurethanelastomer (TPU) zu vermischen und Epoxy-Kettenverlängerungsmittel (CE) als reaktives Kompatibilitätsmittel einzuführen. Studien haben gezeigt, dass die Epoxygruppe von CE mit den Endcarboxyl- und Endhydroxylgruppen von PBAT und TPU reagieren kann, um in situ verzweigte Copolymere zu erzeugen, was die Grenzflächenhaftung erheblich verbessert. Fluorologische Analysen bestätigen, dass die Schmelzenstärke und die Elastizität der kompatibilisierten Schmelze effektiv verbessert wurden.
Schlüsseldaten und Leistungsleistung
- Dank der Synergie von TPU-Härtung und CE-Kompatibilität erreichte die Ball-Back-Rate von PBAT/CE/TPU-Schaum 52%, der reinere PBAT-Schaum stieg um 44,4%. Die Schrumpfungsrate des Schaumstoffs wurde nach 24 Stunden auf nur 5,3% signifikant reduziert.
- Scan-Elektronenmikroskop-Beobachtungen zeigen, dass der Schaum eine homogene Blasenstruktur hat und TPU-Dispersion gut in das PBAT-Substrat eingebettet ist. Die Studie zeigte, dass die raffinierte Blasenstruktur eine gleichmäßige Spannungsverteilung gewährleistet, was für Anwendungsszenarien von entscheidender Bedeutung ist, die Rückelastizität und Dimensionsstabilität erfordern.
Bedeutung für die Polymerhilfsmittelindustrie
Aus der Sicht des Formulierungsdesigns zeigt die Studie die vielfältige Rolle reaktiver Kettenverlängerungsmittel bei biologisch abbaubaren Polyesterschaumen: sowohl als Kompatibilitätsmittel zur Verbesserung der Grenzflächenbindung von PBAT zu TPU als auch zur Stabilisierung der Schaumstruktur durch eine erhöhte Schmelzebeständigkeit. Dies ist gemeinsam mit der Idee der Gummiindustrie, die Vernetzungsnetzwerke durch das Schwefelsystem zu regulieren und die mechanische Leistung durch die Füllstoffe zu verbessern – alles durch die Regulierung der Schnittstelle und der Netzwerkstruktur, um die Elastizität und die Dimensionsstabilität auszugleichen.
Im Bereich Reifen und Gummi sind die Auswirkungen von Weißkohlenschwarz als verstärkter Füllstoff auf den Rollwiderstand und die Gleitsbeständigkeit gegenüber Feuchtigkeit sowie die langfristigen Eigenschaften von Antialterungsmitteln und Antioxidantien abhängig von der feinen Regelung der Polymermatriksgrenzfläche und der Netzwerkstruktur. Die Kompatibilitätsstrategie für Epoxy-Expansionsmittel in dieser Studie bietet einen chemischen Weg zur Schnittstellenmodifikation von Polyphasenpolymersystemen. Während sich die Studie auf PBAT-Schaumstoffe und nicht auf Reifenkautschuk konzentrierte, waren ihre Erkenntnisse über die Beziehung zwischen Schmelzestigkeit, Schaumshomogenität und Rebound-Eigenschaften von Referenzwert für das Verständnis der Rezepturen für Gummischaumstoffe und mehrphasige Mischsysteme. Zu den Anwendungsrichtungen, die in der Studie vorgeschlagen wurden, gehören Pufferverpackungen, Sportschuhe und Automobilinterieure, die eindeutige Anforderungen an Widerstandsfähigkeit und Dimensionsstabilität stellen. Für die GummiIndustrie ist die Verbesserung der Rebound- und Kontraktionsbeständigkeit, ohne die Bearbeitungsleistung zu beeinträchtigen, immer noch ein Thema, das sich Rezepturingenieure ständig konzentrieren.
Liquid Chemical Watch
Um Reifen, Gummi, Antialterungsmittel, Antioxidantien, Schwefelsysteme, weißes Kohlenschwarz, verstärkte Füllstoffe, konzentriert sich Liquid Chemical kontinuierlich auf den technologischen Fortschritt, die Verarbeitungsstabilität und die Anwendung auf diesem Gebiet. Dieser Artikel wurde auf der Grundlage von Quelleninformationen bearbeitet, wobei spezifische Rezepturen, Produktauswahlen und Leistungsvertifizierungen in Verbindung mit der Beratung über den tatsächlichen Betriebszustand stehen.
Quelle der Informationen: High‐Resilience and Anti‐Shrinkage PBAT Foams Enabled by TPU Elastomer Blending and Epoxy‐Based Chain Extender Compatibilization， Durch befeuchtete Chemiker aufgeräumt.