Page 176 - 《精细化工》2022年第3期

第 39 卷第 3 期 精 细 化 工 Vol.39, No.3
2022 年 3 月 FINE CHEMICALS Mar. 2022

橡塑助剂
一种可降解 PBAT 复合材料相容剂的合成及应用

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刘天祎，梁 兵 ，龙佳朋
（沈阳化工大学 材料科学与工程学院，辽宁 沈阳 110142）

摘要：以扩链剂 ADR4370S 和硅烷偶联剂 KH550 为原料，合成了一种含硅相容剂 K-ADR，将其应用于滑石粉
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增强聚己二酸对苯二甲酸丁二酯（PBAT）中，通过转矩流变仪制备了 PBAT 复合材料。采用 FTIR、 HNMR、
TG 对 K-ADR 进行了表征，对 PBAT 复合材料的流变性能、力学性能、冲击断面微观形貌和元素分布进行了测
试。结果表明，当 K-ADR 的加入量为 PBAT 和滑石粉质量的 0.6%时，PBAT 复合材料的拉伸强度、冲击强度和
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弯曲模量分别为 19.11 MPa、67.68 kJ/m 和 378.36 MPa，比纯 PBAT 滑石粉体系分别提高了 20.9%、9.9%和 58.0%。
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PBAT 复合材料薄膜的水 蒸气透过系 数为 5.70×10 g·cm/(cm ·s·Pa) ，氧气透 过系数为 3.17×10
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cm ·cm/(cm ·s·Pa)，分别约为 PBAT 薄膜的 2.1%和 1.0%。
关键词：相容剂；合成；PBAT；复合材料；橡胶助剂
中图分类号：TQ314.24；TB332 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 03-0598-07
Synthesis and application of a biodegradable PBAT composite compatibilizer

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LIU Tianyi, LIANG Bing , LONG Jiapeng
（School of Materials Science and Technology, Shenyang University of Chemical Technology, Shenyang 110142,
Liaoning, China）

Abstract: A silicon-containing compatilizer (K-ADR) was synthesized from chain extender ADR4370S
and silane coupling agent KH550 and then applied in talcum powder reinforced poly(butylene
adipate/terephthalate) (PBAT). PBAT composite was prepared by torque rheometer. K-ADR was
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characterized by FTIR, HNMR and TG. The rheological properties, mechanical properties, microstructure
of impact section and element distribution of the composites were tested. The results showed that when the
amount of K-ADR was 0.6% of the mass of PBAT and talcum powder, the tensile strength, impact strength
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and bending modulus of the prepared PBAT composite were 19.11 MPa, 67.68 kJ/m and 378.36 MPa,
which were 20.9%, 9.9% and 58.0% higher than those of pure PBAT talcum powder system, respectively.
The water vapor transmittance coefficient and oxygen transmittance coefficient of the composite PBAT
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film were 5.70×10 g·cm/(cm ·s·Pa) and 3.17×10 –13 cm ·cm/(cm ·s·Pa), which were about 2.1% and 1.0%
of those of pure PBAT film, respectively.
Key words: compatibilizer; synthesis; PBAT; composites; rubber additives
聚己二酸对苯二甲酸丁二酯（PBAT）是可再生 机填料 [11-13] 等材料进行共混来制备高性能复合材
的生物基材料，可生物降解，已成为当今的研究热 料，但对于体系中不同材料间的界面问题处理不同。
点 [1-4] 。PBAT 可以像传统塑料一样进行加工使用， QIU 等 [14] 采用熔融法制备了纳米多面体环氧聚倍半
具有透明、可再生、价格低廉等优点，但 PBAT 强 硅氧烷（POSS），将其作为反应性相容剂制备了
度较差，单独使用往往不能满足材料的使用性能， PBAT/PLA 生物降解膜，改善了 PBAT 与 PLA 基体
从而限制其快速发展 [5-6] 。 的界面附着力，进而改善了复合薄膜的力学性能。
研究者常将其与聚乳酸（PLA） [7-10] 、有机、无 王冬等 [15] 将扩链剂 KL-E4370 与 PLA 和 PBAT 熔融

收稿日期：2021-07-01; 定用日期：2021-11-29; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210676
基金项目：辽宁特聘教授支持计划（512003007021）；辽宁省教育厅青年科技人才“育苗”项目（LQ2020010）；辽宁省博士科研启动
基金指导计划（2021-BS-184）
作者简介：刘天祎（1994—），男，硕士生，E-mail：983853033@qq.com。联系人：梁 兵（1968—），男，教授，E-mail：lb1007@163.com。