A facile route to improve compatibilization of low density polyethylene/poly (ε-caprolactone) blends
Résumé
Low density Polyethylene (designated hereafter as “PE”) is known for its inactivity, durability and resistance to degradation. For this reason adding pro-oxidants as additives in PE matrix could be efficient to elaborate a material designated as Ox-PE, exhibiting chemical reactivity. This modification could lead to an enhancement of compatibility between Ox-PE and other functionalized polymers. This approach has been exploited in this report to elaborate blends of Ox-PE with poly (ε-caprolactone) (PCL), a biodegradable polymer. Fourier Transform InfraRed spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM) and thermal characterization by DSC, TGA were applied to investigate structural and thermal properties of PE/PCL (75/25 wt%/wt%) blends, compatibilized with 1 Phr and 5 Phr of Ethylene-co-Glycidyl MethAcrylate (EGMA) copolymer or with a Ox-PE/PCL mixture.Structural observations of the PE75/PCL25 blend by SEM revealed a phase separated morphology indicating incompatibility between PE and PCL. This was also confirmed by FTIR spectroscopy where no changes were noticed concerning the characteristic bands of either PE or PCL. Incorporating EGMA in the PE75/PCL25 blend resulted in reduced particle sizes of the dispersed PCL phase in the PE matrix confirming the reaction of epoxy groups of EGMA with hydroxyl end-groups of PCL at the interface. Regarding the thermal behavior, all PE/PCL blends exhibited an intermediate response between that of PE and PCL homopolymers. Interestingly, a high degree of compatibility was achieved for the Ox-PE75/PCL25 blend, together with a lower thermal stability compared to PE75/PCL25.
Le polyéthylène basse densité (ci-après dénommé « PE ») est connu pour son inactivité, sa durabilité et sa résistance à la dégradation. Pour cette raison, l'ajout de pro-oxydants comme additifs dans la matrice PE pourrait être efficace pour élaborer un matériau appelé Ox-PE, présentant une réactivité chimique. Cette modification pourrait conduire à une amélioration de la compatibilité entre Ox-PE et d'autres polymères fonctionnalisés. Cette approche a été exploitée dans ce rapport pour élaborer des mélanges d'Ox-PE avec du poly (ε-caprolactone) (PCL), un polymère biodégradable. La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), la microscopie électronique à balayage (SEM) et la caractérisation thermique par DSC, TGA ont été appliquées pour étudier les propriétés structurelles et thermiques des mélanges PE/PCL (75/25 wt%/wt%), compatibilisés avec 1 Phr et 5 Phr de copolymère Ethylene-co-Glycidyl MethAcrylate (EGMA) ou avec un mélange Ox-PE/PCL.Les observations structurelles du mélange PE75/PCL25 par MEB ont révélé une morphologie séparée en phase indiquant une incompatibilité entre PE et PCL. Cela a également été confirmé par spectroscopie FTIR où aucun changement n'a été remarqué concernant les bandes caractéristiques de PE ou de PCL. L'incorporation d'EGMA dans le mélange PE75/PCL25 a entraîné une réduction de la taille des particules de la phase PCL dispersée dans la matrice PE confirmant la réaction des groupes époxy d'EGMA avec les groupes terminaux hydroxyle de PCL à l'interface. En ce qui concerne le comportement thermique, tous les mélanges PE/PCL ont présenté une réponse intermédiaire entre celle des homopolymères PE et PCL. Fait intéressant, un degré élevé de compatibilité a été atteint pour le mélange Ox-PE75/PCL25, ainsi qu'une stabilité thermique inférieure par rapport au PE75/PCL25.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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