中科院寧波材料所在聚乳酸低成本化和增韌領(lǐng)域取得系列成果

聚乳酸是世界公認(rèn)的最具可實(shí)用性和最廉價(jià)的生物基可降解塑料，但是聚乳酸的不耐高溫和脆性顯著這兩大缺陷也一直困擾著研究者和工業(yè)界。自2009年以來，中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所朱錦研究員團(tuán)隊(duì)在聚乳酸材料領(lǐng)域不斷取得突破。

繼成功研制出耐熱透明聚乳酸以來（Heat Resistant Polylactic acid with Good Clarity，2011 ANTEC 2011，Boston），該團(tuán)隊(duì)繼續(xù)在聚乳酸材料領(lǐng)域的低成本化、脆性增韌領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。團(tuán)隊(duì)通過加入淀粉作為填料，在保持聚乳酸材料可生物降解性的同時(shí)，大幅度降低了成本。為了改善共混材料的脆性和相容性，研究人員對淀粉進(jìn)行化學(xué)改性，然后加入植物油，不僅大大提高了聚乳酸/淀粉共混物的韌性，同時(shí)改善了材料的沖擊強(qiáng)度。

研究人員通過馬來酸酐或六亞甲基二異氰酸酯對淀粉顆粒進(jìn)行改性，然后加入環(huán)氧大豆油，蓖麻油或桐油酸酐，通過螺桿共混擠出，形成聚乳酸/改性淀粉/植物油三元共混物。研究人員發(fā)現(xiàn)，植物油的濃度對該混合體系的機(jī)械性能存在決定性的影響。植物油濃度太低，該三元共混物的韌性增強(qiáng)效應(yīng)不明顯。植物油濃度太高，聚乳酸中分散的植物油會(huì)降低混合物的韌性，破壞增韌效果。只有植物油濃度適中，并在改性淀粉周圍形成柔性界面層后，體系的韌性和沖擊強(qiáng)度才會(huì)大幅度提升。以上一系列研究成果已在相關(guān)領(lǐng)域的雜志Carbohydrate Polymers上發(fā)表。