▲ 2023年6月，生物降解材料研究院将举办“降解材料改性及加工技术高级研修班”，助力降解行业改性和制品人才的培养，欢迎扫二维码报名咨询。

生物降解材料研究院报道，PBAT作为可生物降解聚合物中的佼佼者，在未来将会广泛应用于包装材料（垃圾袋、食品容器、薄膜包装）、卫生用品 （尿布背片、棉签）、生物医学等领域。

但PBAT在力学性能、热性能、阻隔性能及生产成本等方面存在不足，为扩大其应用范围，应进行一系列的改性。未来，开发低成本综合性能优异，兼顾良好降解性、抑菌性和耐久性能的PBAT基复合材料，应当予以重视和进一步研究。

一、PBAT力学性能改善

1、纤维素纳米晶（CNC）可提高PBAT的力学性能和热稳定性。

2、热塑性淀粉（TPS）填充，可显著提高PBAT的拉伸强度。

3、碳酸钙填充，可以促进PBAT结晶。

4、木质素与PBAT共混，表现出理想的拉伸性能，成本可以显著降低36%。

二、PBAT阻隔性能改善

1、将PBAT与PPC共混挤出吹制成复合薄膜，测试发现PBAT/PPC薄膜具有较高的拉伸强度和撕裂强度。

2、使用取向石墨烯纳米片0.48%（体积分数） 时，所制备的PBAT纳米复合薄膜的水蒸气透过率降低80%，氧气透过率降低99%以上。

3、在PBAT基质中掺入了黏土未改性和改性的纳米颗粒（海泡石、蒙脱土和氟锂蒙脱石），相比纯PBAT纳米黏土掺入使得整体热稳定性与阻隔效应得到明显提高。

4、用淀粉对聚氨酯预聚体 （PUP）进行改性，以提高其相容性，随着改性PUP中直链淀粉含量的增加，PBAT薄膜 （MSPF）的结晶度、疏水性、阻隔氧气和力学性能都有所提高。

三、PBAT基抑菌材料

近年来，嵌入聚合物纳米复合材料中的无毒抗菌剂获得了潜在的商业意义，主要原因是可用于维持食品质量和确保安全。一些学者早已开展在其他可降解塑料上进行抑菌型可降解塑料的研究，这些成果可以转移应用到以PBAT为基材开发可生物降解抑菌塑料，为后续实现工业化生产提供技术和理论支持。

Wei等以马铃薯淀粉和聚六亚甲基胍盐酸盐（PHGH）为原料，采用双螺杆挤出法制备了含胍类聚合物的抗菌热塑淀粉 （ATPS）。在偶联剂2,2′-(1,3-亚苯基)-二 唑啉 （PBO）作用下，将ATPS与PBAT共挤出制备了非淋溶浸出型PBAT基抗菌生物降解聚合物。通过洗涤和环扩散测试得到证实了复合膜的非浸出性，即使在非常低剂量的PHGH（1.0mg/g PBAT薄膜） 下也可以获得对大肠杆菌的优异抗菌活性：添加质量分数为6.4% ATPS的PBAT复合膜在接触时间15s内使99.99%的大肠杆菌失活。考虑到抗菌材料的生物降解率，在另一项工作中研究了该材料土埋试验前后3个月的生物降解行为和抗菌性能。即使在抗菌剂PHGH存在下，PBAT和淀粉仍能被降解，但生物降解率低。得益于PHGH的高保留率，尽管经过三个月的生物降解试验，复合材料仍对大肠杆菌生长抑制率也高于99%。

Mondal等以苯甲酸钠（SB）为抗菌剂，采用溶液混合法制备了聚己二酸丁二醇酯-共对苯二甲酸酯 （PBAT）/有机黏土 （CMMT） 纳米复合膜，在PBAT薄膜中加入质量分数4% CMMT纳米复合材料的水蒸气透过率降低了25.21%。在兼顾水汽阻隔的同时赋予了薄膜抗菌能力，可以将此类具备抗菌性能的复合材料应用于食品包装和医疗材料等特殊场景。

食品包装、医疗卫生等一次性使用邻域亟待基于PBAT研制具备优秀基础性能的同时兼具抗菌性能的产品，以延长食品货架时间和应用在预防医疗等方面来替代现有使用的不可降解塑料产品。秉持绿色可持续发展原则，拓展PBAT基可降解塑料应用场景仍需要更多的科研工作者共同努力，未来发展应聚焦低成本和优秀综合性能，着眼于抑菌性能和耐用性。

生物降解塑料改性及制品加工技术

高级研修班

6月开班！

郭宝华，清华大学高分子研究所所长：禁限塑的背后逻辑和生物降解塑料发展方向，PBAT、PBS的工业化进程和应用趋势

叶新建，安徽恒鑫环保新材料有限公司董事、首席技术官：PLA的工业化进程

广东特冠实业有限公司：限塑背景下传统制品厂家如何破局及运营策略

 原料 

李建军，珠海金发生物董事长、俄罗斯工程院院士：主题待定

PBAT制造商：PBAT的制备过程和难点，为什么会有副牌，以及材料参数和采购注意事项

PLA制造商：PLA的制备过程和难点，以及材料参数和采购注意事项

广东众塑降解材料有限公司：生物降解材料的改性配方、应用拓展和加工工艺

改性料制造商：降解吹膜料的制备和应用

母粒制造商：碳酸钙、滑石粉、淀粉填充母粒的生产技术，及在制品中的应用

助剂制造商：成核剂、扩链剂、偶联剂、开口剂、爽滑剂在降解材料中的应用

PPC制造商：PPC对制品性能改善和应用技巧

PCL制造商：PCL的高值化应用场景和使用技巧

 制品 

余木火，东华大学材料学院教授：PLA纤维的应用探索

东莞市宏盛源环保科技有限公司：生物降解制品（膜袋、餐盒）的制备要点

薄膜制造商：购物袋、快递袋、垃圾袋生产中的常见问题

薄膜制造商：PLA流延膜、PLA双向拉升透明膜生产中的常见问题

地膜制造商：降解地膜生产中原料、助剂、设备等问题深度分析

注塑制品商：注塑制品的模具设计，加工应用，成型解决方案

片材制造商：PLA片材如何制备

淋膜制造商：淋膜纸杯

 设备和检测 

吸管机制造商：降解吸管制造难点剖析，和开机中的常见问题

检测机构：堆肥塑料标准是怎么设计出来的？怎样保证产品通过检测，配方选择的关键问题

本文节选自《化工进展》，2022，41（S1）《聚己二酸丁二醇酯-共对苯二甲酸酯基可降解塑料改性研究进展》

尹爽1梁伟杰2陈沛嘉3张志聪3葛建芳3

1. 仲恺农业工程学院资源与环境学院 2. 西北工业大学材料科学与工程学院 3. 仲恺农业工程学院化学化工学院