扩链剂增容PBAT／PLA 共混体系结构及性能

赵海鹏，胡顺朋，夏学莲，张延兵

(1.郑州大学化工学院，郑州 450001；2.河南城建学院材料与化工学院，河南平顶山 467036)

近年来，随着全球“白色污染”的日益严重和石油资源的逐渐短缺，可生物降解材料越来越受到人们的关注[1–3]。聚己二酸–对苯二甲酸丁二酯(PBAT)是一种完全可生物降解的芳香族聚酯，是己二酸丁二酯(PBA)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)的共聚物。PBAT 既具备PBA 链段的柔顺性，又有PBT 链段的耐热性和耐冲击性。目前，PBAT 多应用于吹塑薄膜，如环保垃圾袋或农用地膜等[4–6]。聚乳酸(PLA)是一种新型的可再生、可生物降解材料，以植物资源中提取出的淀粉为原料，废弃后能完全生物降解，具有环境友好、拉伸强度高、硬度高、加工性能优良等特点[7]。然而，PLA 也存在韧性和热稳定性差的缺点。PBAT 具有较好的柔韧性，但其强度和模量较低；PBAT 和PLA 共混改性通常可以提高这两种聚合物的综合性能[8–10]。然而，PBAT 和PLA 相容性差直接导致PBAT／PLA 共混体系的力学性能急剧下降[11–12]。因此需添加增容剂降低PBAT／PLA 共混体系的界面张力，提高相界面结合力，改善共混体系的力学性能。目前，改善PBAT与PLA 之间相容性的主要增容剂有：甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)[13]、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)[14]、超支化聚合物(HBP)[15]、钛酸四丁酯(TBT)、乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)、过氧化苯甲酰(BPO)[16]、马来酸酐[17]和多官能环氧化物等[18–19]。

笔者采用扩链剂来增容PBAT／PLA 共混体系。扩链剂是由苯乙烯与GMA 合成的共聚物，一个分子结构含有7 个以上环氧基团，可与PBAT 和PLA的末端羟基和羧基发生反应，生成PBAT–PLA 共聚物，从而提高共混体系的相容性。……