新型木素基成核剂对再生PET性能的影响及表征

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.013

中国塑料 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (2): 72-76.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.013

新型木素基成核剂对再生PET性能的影响及表征

刘盛, 王茜, 刘顺, 刘海棠()

天津科技大学轻工科学与工程学院，天津市纸浆造纸重点实验室，天津 300457

收稿日期:2024-05-31 出版日期:2025-02-26 发布日期:2025-02-27
通讯作者: 刘海棠（1984—），女，副教授，从事生物质资源综合利用，liuhaitang@tust.edu.cn
E-mail:liuhaitang@tust.edu.cn

Effect of novel lignin⁃based nucleating agents on performance of regenerated PET

LIU Sheng, WANG Qian, LIU Shun, LIU Haitang()

Tianjin Key Laboratory of Pulp and Paper Making，College of Light Industry Science and Engineering，Tianjin University of Science & Technology，Tianjin 300457，China

Received:2024-05-31 Online:2025-02-26 Published:2025-02-27
Contact: LIU Haitang E-mail:liuhaitang@tust.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

从造纸黑液中提取出木素，将其作为新型绿色木素基成核剂用于再生聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）改性，并与传统苯甲酸钠和滑石粉成核剂进行对比，进行微观形貌、结晶性能和力学性能分析表征。结果表明：不同的成核剂的添加都改善了再生PET材料的结晶性能，其中，成核剂为木素的改性再生PET的结晶度提高最多，为32.65 %，较再生PET提高了12.11 %。改性后的再生PET的半结晶时间缩短了60 %。改性后的再生PET的力学性能得到明显改善，材料的断裂伸长率得到提升。尤其是添加了成核剂为木素的改性再生PET，拉伸强度达到了42.95 MPa，提升了104 %，断裂伸长率较再生PET提升了2.46 %。

关键词: 成核剂, 结晶度, 半结晶时间, 拉伸强度

Abstract:

In this study， lignin was extracted from papermaking black liquor and then used as a new green lignin⁃based nucleating agent for the modification of poly（ethylene terephthalate）（PET）. This obtained lignin was compared with traditional sodium benzoate and talc nucleating agents， and its microstructure， crystallization and mechanical properties were characterized. The results indicated that the crystallization properties of the regenerated PET materials were improved by adding different nucleating agents. Among these nucleating agents， the lignin⁃modified regenerated PET obtained the most significant improvement in the degree of crystallinity up to 32.65 %， which was increased by 12.11 % compared to that of the pristine regenerated PET. The semi⁃crystallization time of the modified regenerated PET was reduced by 60 %. The recycled PET also obtained a significant improvement in the mechanical properties after modification， followed by an increase in the elongation at break. In particular， the lignin⁃modified regenerated PET showed enhanced tensile strength of 42.95 MPa， which increased by 104 % compared to that of the pristine regenerated PET， followed by an increase in the elongation at break by 2.46 %.

Key words: nucleation agent, crystallinity, semi?crystallization time, tensile strength

中图分类号:

TQ321.5

刘盛, 王茜, 刘顺, 刘海棠. 新型木素基成核剂对再生PET性能的影响及表征[J]. 中国塑料, 2025, 39(2): 72-76.

LIU Sheng, WANG Qian, LIU Shun, LIU Haitang. Effect of novel lignin⁃based nucleating agents on performance of regenerated PET[J]. China Plastics, 2025, 39(2): 72-76.

图/表 7

样品编号	成核剂种类	成核剂添加量	再生PET添加量
1	—	—	100.0
2	木素	0.5	99.5
3	苯甲酸钠	0.5	99.5
4	滑石粉	0.5	99.5

表1 不同种类成核剂的添加量 (份)

Tab.1 Addition amount of different types of nucleating agents

图1 样品的SEM照片

Fig.1 SEM images of the samples

图2 再生PET及改性PET的DSC结晶曲线与熔融曲线

Fig. 2 DSC crystallization and melting curves of the regenerated and modified PET

样品	ΔH_m/ J·g^-1	X_c/%	T_m/℃	T_c/℃	ΔT/℃
再生PET	28.56	20.54	252.69	180.34	72.35
改性再生PET（0.5 %木素）	45.39	32.65	251.19	215.34	35.85
改性再生PET（0.5 %苯甲酸钠）	41.53	29.87	255.19	223.76	31.43
改性再生PET（0.5 %滑石粉）	42.96	30.90	251.50	217.32	34.18

表2 再生PET及改性PET的DSC结晶曲线与熔融曲线数据

Tab.2 DSC crystallization and melting data of the regenerated and modified PET

图3 再生PET及改性再生PET的相对结晶度⁃时间曲线

Fig.3 Relative crystallinity⁃time curves of the regenerated and modified regenerated PET

样品	半结晶时间/s
再生PET	95.4
改性再生PET（0.5 %木素）	39.0
改性再生PET（0.5 %苯甲酸钠）	47.4
改性再生PET（0.5 %滑石粉）	34.2

表3 再生PET及改性再生PET的半结晶时间

Tab. 3 Half⁃crystallization time of the regenerated and modified regenerated PET

样品	拉伸强度/MPa	断裂伸长率/%
再生PET	21.05	1.07
改性再生PET（0.5 %木素）	42.95	3.53
改性再生PET（0.5 %苯甲酸钠）	29.28	2.45
改性再生PET（0.5 %滑石粉）	34.63	1.74

表4 不同种类成核剂对再生PET材料力学性能的影响

Tab.4 Effects of different kinds of nucleating agents on mechanical properties of the regenerated PET materials

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