Hej! Ako dodávateľ materiálu PBAT sa často pýtam, ako otestovať tepelné vlastnosti materiálu PBAT. V tomto blogovom príspevku sa s vami podelím o niektoré spoločné metódy a prečo na nich záleží.
Po prvé, povedzme si o tom, prečo je testovanie tepelných vlastností PBAT také dôležité. PBAT alebo poly (butylénový adipat - CO - tereftalát), je biologicky odbúrateľný polyester, ktorý sa používa v celej partii aplikácií, ako je balenie, poľnohospodárske filmy a jednorazové výrobky. Jeho tepelné vlastnosti môžu mať obrovský vplyv na to, ako funguje v týchto aplikáciách. Napríklad, ak nedokáže zvládnuť vysoké teploty počas spracovania alebo používania, môže sa rozobrať, stratiť silu a ďalšie dôležité vlastnosti.
Jednou z najbežnejších metód na testovanie tepelných vlastností PBAT je diferenciálna skenovacia kalorimetria (DSC). DSC meria množstvo tepelného prietoku do alebo zo vzorky, keď je zahrievané alebo ochladené regulovanou rýchlosťou. To nám môže povedať veľa o materiáli. Napríklad môžeme určiť bod topenia PBAT. Bod topenia je rozhodujúci, pretože nám hovorí, akú teplotu sa materiál zmení z pevnej látky na kvapalný stav. Je to dôležité počas spracovania, napríklad keď natáčame filmy alebo vstrekovanie - formované časti. Ak je teplota spracovania príliš nízka, PBAT sa nemusí úplne roztaviť, čo vedie k výrobkom zlej kvality. Na druhej strane, ak je príliš vysoký, materiál by sa mohol zhoršiť.
Na vykonanie testu DSC na PBAT vezmeme malú vzorku materiálu, zvyčajne len pár miligramov, a umiestnime ho do špeciálnej bunky do nástroja DSC. Potom zohrievame alebo ochladzujeme vzorku špecifickou rýchlosťou, napríklad 10 stupňov Celzia za minútu. Keď sa teplota mení, DSC meria tepelný tok. Keď PBAT dosiahne svoj bod topenia, dochádza k náhlej zmene tepelného toku, ktorý sa zobrazuje ako vrchol na krivke DSC. Analýzou tejto krivky môžeme presne určiť bod topenia.
Ďalšou dôležitou tepelnou vlastnosťou, ktorú nám DSC môže pomôcť zmerať, je teplota prechodu skla (TG). Teplota prechodu skla je teplota, pri ktorej sa PBAT mení z tvrdého sklovitého stavu na gumový a flexibilnejší stav. Je to dôležité, pretože ovplyvňuje mechanické vlastnosti materiálu pri rôznych teplotách. Napríklad, ak teplota klesne pod TG, PBAT sa môže stať krehkým a pravdepodobnejšie praskne. V krivke DSC sa sklenený prechod zobrazuje ako krok - podobná zmene tepelnej kapacity.
Termogravimetrická analýza (TGA) je ďalším skvelým nástrojom na testovanie tepelných vlastností PBAT. TGA meria zmenu hmotnosti vzorky, keď je zahrievaná. Je to užitočné pri určovaní tepelnej stability PBAT. Počas zahrievania by sa PBAT mohol začať rozkladať, pričom stratí hmotnosť, keď sa uvoľňujú prchavé výrobky. Monitorovaním zmeny hmoty nad teplotou sa zistíme, akú teplotu sa rozklad začína a ako rýchlo pokračuje.
Aby sme vykonali test TGA, vložili sme vzorku PBAT do špeciálnej panvice v prístroji TGA. Potom zohrievame vzorku kontrolovanou rýchlosťou, zvyčajne v inertnej atmosfére, ako je dusík. Keď teplota stúpa, prístroj neustále meria hmotnosť vzorky. Keď sa PBAT začne rozkladať, vidíme pokles hmoty. Teplota, pri ktorej sa hmota začína výrazne znižovať, sa nazýva teplota rozkladu. Toto je kľúčový ukazovateľ tepelnej stability PBAT. Ak je teplota nástupu vysoká, znamená to, že materiál vydrží vyššie teploty bez rozkladu, čo je skvelé pre aplikácie, kde je potrebný vysoký teplotný odpor.
Dynamická mechanická analýza (DMA) sa tiež používa na testovanie tepelných vlastností PBAT. DMA meria mechanické vlastnosti materiálu ako funkciu teploty, frekvencie a času. Môže nám povedať, ako sa vlastnosti tuhosti a tlmenia menia s teplotou.
Pri teste DMA zvyčajne aplikujeme malú oscilačnú silu na vzorku PBAT a zmerajte výslednú deformáciu. Pri zahrievaní vzorky môžeme pozorovať, ako sa menia modul skladovania (ktorý súvisí so stuhnutosťou materiálu) a modulu straty (ktorý súvisí s tlmením alebo rozptylom energie v materiáli). To nám môže poskytnúť prehľad o tom, ako sa PBAT bude správať za rôznych podmienok zaťaženia pri rôznych teplotách. Napríklad v niektorých aplikáciách by sme mohli chcieť materiál, ktorý zostáva tuhý v širokom rozsahu teplôt, a DMA nám môže pomôcť určiť, či PBAT tieto požiadavky spĺňa.
Teraz si povedzme trochu o tom, ako vám tieto testy môžu mať úžitok ako zákazníka. Ak vo svojich výrobkoch používate PBAT, mať presné informácie o jeho tepelných vlastnostiach vám môže pomôcť optimalizovať vaše podmienky spracovania. Môžete nastaviť správne teploty pre extrúziu, vstrekovanie alebo iné výrobné procesy, ktoré môžu viesť k lepším kvalitným výrobkom s menším počtom defektov. Môže vám tiež pomôcť zvoliť správny stupeň PBAT pre vašu konkrétnu aplikáciu. Napríklad, ak potrebujete materiál PBAT pre aplikácie s vysokou teplotou, môžete na základe výsledkov testov vyhľadať stupeň s vysokým bodom topenia a dobrou tepelnou stabilitou.
V našej spoločnosti sa uistite, že tieto testy tepelných nehnuteľností vykonávame na všetkých našich materiáloch PBAT. Chceme vám poskytnúť produkty s najvyššou kvalitou, ktoré vyhovujú vašim špecifickým potrebám. A ak vás tiež zaujíma ďalšie biologicky odbúrateľné materiály, ponúkame tiežMateriál,Zmesi PLA PBSaPLA PBS. Tieto materiály majú svoje vlastné jedinečné vlastnosti a môžu sa použiť v kombinácii s PBAT na vytvorenie ešte univerzálnejších výrobkov.
Ak ste na trhu s materiálom PBAT alebo niektorým z našich ostatných biologicky rozložiteľných produktov, odporúčam vám, aby ste sa s nami spojili a pred diskusiou o obstarávaní. Môžeme spolupracovať na nájdení najlepších riešení pre vaše podnikanie, či už ide o výber správnej známky materiálu, optimalizáciu vašich podmienok spracovania, alebo len na zodpovedanie akýchkoľvek otázok, ktoré by ste mohli mať.
Záverom je, že testovanie tepelných vlastností PBAT je nevyhnutné na pochopenie jeho výkonnosti a zabezpečenie jej úspešného využívania v rôznych aplikáciách. Použitím metód ako DSC, TGA a DMA môžeme presne zmerať dôležité tepelné parametre, ako je bod topenia, teplota prechodu skla a tepelná stabilita. Tieto znalosti nám a našim zákazníkom pomáhajú robiť informované rozhodnutia o výbere a spracovaní materiálu. Takže neváhajte a kontaktujte, ak máte akékoľvek otázky alebo ak ste pripravení začať proces obstarávania.
Referencie:
- „Termálna analýza polymérov: Základy a aplikácie“ od B. Wunderlich
- „Polymer Science: Komplexná referencia“ editoval K. Matyjaszewski a M. Möller