High-Performance and Functional PBT/EVMG/CNTs Nanocomposites from Recycled Sources by in Situ Multistep Reaction-Induced
Interfacial Control
Ying Cao, Pengwu Xu, Baogou Wu, Martin Hoch, Pieter Jan Lemstra, Weijun Yang,
Weifu Dong, Mingliang Du, Tianxi Liu, Piming Ma*
Composites Science and Technology, 2020, 190: 108043
聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）作为一种工程塑料，由于其良好的综合性能，被广泛应用于电子电气、汽车零件和机械等领域。然而，由于其不可降解性，PBT的大量使用和废弃会对生态环境造成严重污染，同时也会造成石油资源的浪费。对废弃后的PBT材料与制品进行回收处理，得到PBT再生材料并高值应用，是解决上述问题的有效手段。然而，PBT再生材料存在韧性差、缺乏功能性等明显缺点，阻碍了其应用推广。因此，对PBT再生材料进行改性使其高性能化具有重要的理论研究与应用价值。
本团队通过设计具有多重反应的连续加工技术，将PBT再生材料与环氧化弹性体乙烯-醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（EVMG）、少量环氧化CNTs（e-CNTs）和扩链剂熔融共混，制备了超韧且抗静电的PBT/EVMG/CNTs复合材料。采用扩链剂对PBT改性后，PBT形成了长支链甚至部分交联的结构，PBT基体粘度增大，导致弹性体分散尺寸和粒间距减小，从而进一步提高了PBT复合材料的韧性，其缺口冲击强度达到88 kJ/m2。经反应性预混后，e-CNTs与PBT发生化学键合而易于选择性分散在PBT基体中。由于EVMG的体积排除效应和扩链剂的协同作用，e-CNTs纳米杂化物在PBT基体中更易形成导电网络，使复合材料的逾渗阈值降低了近30%。因此，本团队制备的超韧抗静电的PBT复合材料为（再生）PBT在汽车和电子电气领域的高值应用提供了一条有效途径，也为其他聚酯材料的改性提供了新思路。
加工过程中PBT与其它组分的化学反应示意图
