生物降解地膜降解机理的研究(4)

但是研究表明，PLA 和 PBAT 溶度参数相差很大[16-17（] 其中 PLA 溶度参数为 10。1

(cal/cm3)1/2，PBAT 溶度参数则为 22。95 (cal/cm3)1/2 ），直接将二者共混易导致复合材料的相分离。例如，Mukesh[18] 等人通过熔融反应共混的方式制备了不同配比的 PLA/PBAT 复合材料，采用差热扫描量热仪研究了 PBAT、PLA 和 PLA/PBAT 复合材料各自的热性能，发现 PLA/PBAT 复合材料存在两个独立的熔融温度，分别与 PLA 和 PBAT 各自的熔融温度极为接近；此外，复合材料的 DMA 曲线中也出现了两个独

立的 tanσ峰，表明 PLA 和 PBAT 相容性较差，两项严重分离。Gu[19] 等人研究了 PLA/PBAT 复合材料的流变性能，指出 PLA/PBAT 复合材料是一个两相共存的体系，其中 PBAT 均匀地分散在 PLA 基体中。不相容的 PBAT 的加入，使得 PLA/PBAT 复合材料的线性

PLA/PBAT 配比：A。 95/5 B。 90/10 C。 85/15 D。 80/20

图 1。1 不同 PLA/PBAT 配比时共混物的 SEM 照片

Fig。1。1 SEM of PLA/PBAT blends with different loadings of PBAT 粘弹极值、流动活化能及流动指数 n 减小，同时熔体粘度增大，剪切变稀的趋势愈加明显。杨冰[20]等人的研究发现 PLA 含量的增加可大幅度地减小 PLA/PBAT 的韧性，当 PLA 含量由 20 重量份增加到 30 重量份时，材料的断裂伸长率由 210%减小至 40%。 SEM 检测结果表明，当 PLA 含量在 40 重量份以下时，材料的断面表面呈现粗糙的“蜂窝状结构”，两相之间存在着一定的粘结力；而当 PLA 含量大于 40 重量份时，材料的断面变得较为平滑，意味着 PLA/PBAT 两相界面结合力较低，相容性变差，PLA 的含量对于两相相容性的好坏具有一定的影响。顾书英[21] 等的研究结果表明 PLA/PBAT 的相容性程度会受到两项配比的影响，当 PBAT 含量较高时，共混物断面

的 SEM 图像呈现出明显的不相容结构。

基于以上，改善 PLA 和 PBAT 的界面相容性是制备出综合性能优良的 PLA/PBAT 复合材料的前提。目前，解决 PLA 和 PBAT 界面相容性问题的方法主要有加入增塑剂、韧性聚合物和反应性界面相容剂。

⑴ 添加增塑剂

Shan[22] 等人通过双螺杆挤出机制备了不同钛酸四丁酯（ TBT ）含量的 PLA/PBAT/TBT 复合材料，发现 TBT 的加入可显著提高 PLA/PBAT (PLA/PBAT=70/30) 复合材料的力学性能。当 TBT 含量为 0。5%wt 时，材料的拉伸强度和断裂伸长率分别增加至 45 MPa 和 298%。SEM 检测结果表明，添加 TBT 使 PLA 和 PBAT 在熔融共混过程中发生酯交换反应，有效改善了其界面相容性。Enic[23]等人将乙酰柠檬酸三丁酯（ATBC）加入到不同配比的 PLA/PBAT 中制备出 PLA/PBAT/ATBC 复合材料，研究了 ATBC 对于 PLA/PBAT 复合材料性能的影响。结果表明，ATBC 可成功增塑 PLA 和 PBAT，但对于 PBAT 的增塑作用更加显著；此外 ATBC 的加入可略微影响 PLA 的玻璃化转变温度及熔融温度。

⑵ 添加韧性聚合物聚己内酯（PCL）是一种韧性极好的材料，常温下呈橡胶态，断裂伸长率可达 600%文献综述

以上。PCL 中同样含有极性较强的酯键结构，单从理论上而言，其与 PLA 及 PBAT 均具有一定的相容性。此外，PCL 同样是一种生物相容性极好的全降解材料，因此，采用 PCL 增容改性 PLA/PBAT 共混物不会损害材料整体的全生物降解性能。同济大学材料科学与工程学院的王亮[24]等人将 PCL 加入 PLA/PBAT 体系中，并调整 PCL 的含量，通过熔融共混、模压成型的工艺制备出不同配比的 PLA/PBAT/PCL 复合材料。研究发现，PCL 的加入可有效改善 PLA/PBAT 的相容性。当 PLA/PBAT/PCL 复合体系中 PCL 的含量大于 1 份时，材料的冲击强度可得到有效改善；当 PCL 添加量为 2 份时，材料的拉伸强度和储能模量达到最大值，体系具有最佳的增强效果。生物降解地膜降解机理的研究(4):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_90240.html