乙酰丙酮锌催化扩链增容PBAT类玻璃体

与传统塑料相比,现有的聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)仍存在力学性能低、热稳定性和耐久性差的缺点。因此,为了增强PBAT的综合性能,利用乙酰丙酮锌催化环氧扩链剂ADR扩链增容PBAT类玻璃体,研究了催化剂含量对PBAT类玻璃体化学结构、分子量、热性能、力学性能和水解降解性能的影响。结果表明,PBAT的端羧基和端羟基与ADR的环氧基之间存在相互作用。乙酰丙酮锌的催化介入可以有效促进ADR上的环氧基团开环,导致生成大量交联支链结构和大量β-羟基,与PBAT上丰富的酯基之间发生酯交换反应,从而形成了更致密的交联网络结构。乙酰丙酮锌可在一定程度上提高PBAT类玻璃体的分子量,但降低了PBAT类玻璃体结晶温度和熔点。适量乙酰丙酮锌的加入可明显提升PBAT类玻璃体的力学性能,当乙酰丙酮锌质量分数为0.1%时,PBAT类玻璃体拥有最好的耐久性和水解降解性,在4次拉伸循环后仍能保持较高的断裂伸长率(684%)和拉伸强度(18.94 MPa)。

酚醛改性环氧类玻璃体的制备及其自修复性能

类玻璃体(Vitrimer)在保持交联的状态下还具有塑性变形能力,意味着传统的热固性树脂具有了二次热加工成型的能力,有效地减少废品率,从源头减少垃圾。利用Vitrimer具有的塑性变形能力也可以进行材料自修复而延长使用寿命,从而对环境保护、减排作出贡献。本文以异辛酸亚锡为催化剂、酚醛树脂为改性剂制备了环氧Vitrimer材料。研究结果表明:催化剂含量的增加会使体系固化更加完全,因此对材料弯曲强度有一定的改善,最高可达到87.5 MPa。引入酚醛树脂后弯曲强度由改性前的87.5 MPa提高到126.9 MPa,拉伸强度达63.3 MPa。但酚醛树脂的加入量过高时,材料的交联密度有所降低,其力学性能在达到顶点后出现下降趋势。对酸酐固化的环氧Vitrimer体系松弛过程研究表明:增加催化剂含量和提高温度都可以降低材料的松弛时间,但是高温后固化会抑制松弛过程,影响自焊接强度。酚醛改性后材料的应力松弛明显快于纯酸酐固化的环氧试样。10mol%催化剂试样在180℃至190℃松弛速率产生一个突变,190℃明显加快,而酚醛的引入则可以将突变温度Ts提前到180℃。在无压力条件下,样品可以实现划痕的修复。在松弛的突变温度以上修复的试样剪切强度和划痕修复效果明显提高。相对未加酚醛样品,酚醛改性样品修复效果更好。催化剂对试样修复强度和修复速度有明显影响。