文/仲 科

聚乳酸/生物質(zhì)復(fù)材研究獲進(jìn)展

文/仲 科

聚乳酸相對(duì)于石油基塑料具有優(yōu)異的生物可降解性，能夠在一次性注塑、發(fā)泡和吹膜領(lǐng)域大規(guī)模替代石油基塑料來解決日益嚴(yán)重的“白色污染”問題，目前已在全世界等到大力推廣。針對(duì)聚乳酸應(yīng)用中存在的耐熱性差、價(jià)格高、韌性差等難題，中科院寧波材料所生物基高分子材料團(tuán)隊(duì)深入研究，近期取得了系列進(jìn)展。

在前期的工作中，該團(tuán)隊(duì)通過合成聚乳酸用生物基結(jié)晶成核劑，解決了聚乳酸耐熱差的關(guān)鍵問題，拓展了聚乳酸在傳統(tǒng)塑料等相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。但價(jià)格較高是目前限制聚乳酸應(yīng)用拓展的關(guān)鍵因素，這種耐熱改性又會(huì)再度增加聚乳酸的成本，進(jìn)一步限制其在一次性應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用。為此，降低聚乳酸的應(yīng)用成本并保持聚乳酸的生物可降解，利用價(jià)格低廉、來源廣泛、可生物降解和持續(xù)利用的生物質(zhì)填充復(fù)合聚乳酸，成為環(huán)保塑料中發(fā)展最為迅速的一個(gè)方向。

但是，在聚乳酸/生物質(zhì)復(fù)合材料中，聚乳酸與纖維素、淀粉或竹粉等生物質(zhì)填料之間親疏水差異明顯，聚乳酸/生物質(zhì)復(fù)合材料界面相容性非常不好。同時(shí)，該類復(fù)合材料的斷裂強(qiáng)度和延展性很差，應(yīng)用嚴(yán)重受阻。

針對(duì)上述問題，該團(tuán)隊(duì)首次利用高活性反應(yīng)型生物基增容劑如環(huán)氧大豆油（ESO）、環(huán)氧腰果酚殼油、衣康酸環(huán)氧樹脂、檸檬酸環(huán)氧樹脂等對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行了改性，制備出高性能且滿足應(yīng)用要求的全生物基可降解環(huán)保型聚乳酸復(fù)合材料。同時(shí)，他們還對(duì)高活性反應(yīng)型生物基增容劑如何改善親水生物質(zhì)剛性粒子與疏水聚乳酸基體的界面相容性進(jìn)行了詳細(xì)機(jī)理研究和分析，最終制備出符合應(yīng)用需求的各種注塑、吸塑一次性可降解產(chǎn)品。預(yù)計(jì)在不久的將來，聚乳酸/生物質(zhì)復(fù)合材料將能夠有效緩解“白色污染”的環(huán)境問題。