A facile route to improve compatibilization of low density polyethylene/poly (ε-caprolactone) blends

Abstract

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.