聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)共混改性聚乳酸(PLA)高性能全生物降解复合材料研究进展

• 作者: 余晓磊 彭少贤 王鑫 石敏 赵西坡
• 来源期刊: 材料导报
• 学科: 工学
• 关键词: 聚乳酸 聚己二酸对苯二甲酸丁二酯 生物降解 反应性共混
• 年，卷（期）: 2019,（11）
• 所属期刊栏目: 高分子与聚合物基复合材料
• 页码范围: 1897-1909
• 页数: 13页
• 分类号: TB324
• 字数: 12316字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/cldb.18040044

摘要

聚乳酸(PLA)作为一种可降解、可再生的聚合物,其优异的生物相容性和高强度、高模量的力学性能引起了许多学者的关注.聚乳酸基生物复合材料自进入人们的视野以来,由于其固有的延展性差、冲击强度低,加工过程结晶速率慢,结晶度小等缺陷,严重阻碍了其发展.关于PLA的改性研究在近十年里从未间断过,主要集中在增塑改性、增强改性、增韧改性.增塑改性是指向PLA中加入乳酸低聚物、柠檬酸酯、聚乙二醇等小分子化合物,减少PLA分子链间的相互作用,改善PLA的塑性,断裂伸长率大幅度提高,但增塑剂易渗出、迁移是如今面临的一大难题;增强改性是指向PLA加入无机填料或纳米粒子(二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、碳酸钙(CaCO3)、滑石粉(Talc)、蒙脱土(MMT)等)引发异相成核,改善PLA的结晶性能,但无法从根本上解决材料韧性差的缺陷;增韧改性是指加入橡胶粒子或热塑性弹性体(天然橡胶(NR)、热塑性聚氨酯(TPU)、聚碳酸酯(PC)等),虽然在一定程度上改善了PLA的韧性,但PLA的生物降解性无法保证;随着一些可降解聚酯(聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)等)的产生,在不改变降解性能下,对PLA进行有效的增韧改性,是聚乳酸改性研究的主要方向和研究热点.PBAT作为一种可降解聚酯聚合物,链段兼具长链脂肪烃的柔性和芳环的刚性,赋予了其优异的柔韧性,与其他聚酯材料相比,这一优势是作为增韧改性PLA的最佳选择.在早期PLA/PBAT的研究过程中就发现,由于分子链段上结构的巨大差异,PBAT与PLA的相容性差导致共混物力学性能不佳.近十年里,研究者在聚合物共混改性的基础上,选择合适的第三组分对PLA/PBAT共混体系进行改性,并取得了丰硕的成果.目前,PLA/PBAT共混体系的增韧后冲击强度由纯PLA的2.3 kJ/m2提高至61.9 kJ/m2.本文归纳了PBAT增韧改性PLA共混体系复合材料的研究进展,分别对物理共混(无机填料或纳米粒子和物理相容剂)、反应性共混增容剂改性PLA/PBAT体系进行了介绍,分析了PLA/PBAT共混改性体系面临的问题并展望其前景,以期为制备高性能全生物降解PLA/PBAT复合材料提供参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	彭少贤	湖北工业大学绿色轻质材料与加工协同创新中心	84	502	14.0	16.0
2	赵西坡	湖北工业大学材料与化学工程学院绿色轻工材料湖北省重点实验室	42	174	7.0	10.0
3	石敏	湖北工业大学绿色轻质材料与加工协同创新中心	2	4	1.0	2.0
4	王鑫	湖北工业大学材料与化学工程学院绿色轻工材料湖北省重点实验室	5	5	1.0	2.0
5	余晓磊	湖北工业大学材料与化学工程学院绿色轻工材料湖北省重点实验室	2	9	2.0	2.0