用生物基低密度聚乙烯填充黑茶废弃物的单轴旋转成型
Joanna Aniśko1, Mateusz Barczewski1
1Institute of Materials Technology, Poznan University of Technology, Piotrowo 3, 61-138 Poznan, Poland.
Materials (Basel, Switzerland)
|May 27, 2023
概括
黑茶废料 (BTW) 在旋转成型过程中作为生物基低密度聚乙烯 (bioLDPE) 复合材料的稳定剂,防止氧化. 然而,BTW添加会降低最终复合件的机械性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物工程 聚合物工程
- 可持续材料 可持续材料
背景情况:
- 旋转成型涉及长时间加热聚合物,增加热氧化易感性.
- 生物基聚合物提供可持续的替代品,但在加工过程中需要有效的稳定.
- 黑茶废弃物 (BTW) 是一种具有抗氧化特性的潜在天然填充物.
研究的目的:
- 调查使用黑茶废弃物 (BTW) 作为生物基低密度聚乙烯 (bioLDPE) 在单轴旋转成型复合材料中的稳定剂.
- 评估BTW在旋转成型过程中对生物LDPE的热氧化稳定性和材料特性的影响.
- 评估BTW在生物LDPE矩阵中的抗氧化功效和对机械性能的影响.
主要方法:
- 里埃变换红外光谱 (FTIR) 用于分析化学变化和氧化.
- 风湿学分析,以评估BTW对生物LDPE矩阵的稳定作用.
- 颜色变化 (ΔE) 测量和碳基指数的确定,以量化降解.
- 差分扫描热量计 (DSC) 用于评估融和结晶性质.
- 拉力测试以确定机械性能 (斯模量,拉力强度).
主要成果:
- 添加5%以上的BTW防止了与LDPE降解相关的碳化合物和C-O伸展带的形成.
- 风病学分析证实了BTW对生物LDPE矩阵的稳定作用.
- 虽然BTW没有改变化的特性,但它导致了显著的颜色变化 (ΔE = 25) 和抗氧化活性略有下降.
- 不稳定聚乙烯的碳烯指数随着BTW的添加而下降,表明氧化减少.
- 与纯净的生物LDPE相比,生物LDPE复合材料的模和拉伸强度随着BTW的添加而下降.
结论:
- 黑茶废弃物有效地稳定生物基低密度聚乙烯在旋转成型期间的热氧化.
- 虽然提高了氧化稳定性,但BTW对产生的复合材料的机械性能产生了负面影响.
- 需要进一步的研究来优化BTW内容,以便在稳定性和机械完整性之间取得平衡.
