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

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

论文摘要

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。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 物理共混
  •   1.1 无机粒子改性PLA/PBAT复合材料
  •   1.2 相容剂改性PLA/PBAT复合材料
  • 2 反应性共混
  •   2.1 酯化反应增容PLA/PBAT复合材料
  •   2.2 交联反应增容PLA/PBAT复合材料
  •   2.3 扩链反应增容PLA/PBAT复合材料
  •   2.4 无机粒子协同反应性共混改性PLA/PBAT复合材料
  • 3 结语与展望
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 王鑫,石敏,余晓磊,彭少贤,赵西坡

    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

    来源: 材料导报 2019年11期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 材料科学

    单位: 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,湖北工业大学绿色轻质材料与加工协同创新中心

    基金: 国家自然科学基金(21174108,51273060)~~

    分类号: TB332

    页码: 1897-1909

    总页数: 13

    文件大小: 5605K

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