李祥瑞，孟令宇，秦澤秀，劉明利，李春風(fēng)

(北華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，吉林吉林 132000)

近年來，由于石油資源的過度使用導(dǎo)致了環(huán)境的污染。其中，塑料對(duì)環(huán)境造成的危害十分嚴(yán)重[1]。塑料的使用已經(jīng)貫徹日常生活生產(chǎn)的大部分領(lǐng)域。然而作為高分子材料，塑料的性質(zhì)非常穩(wěn)定，在自然界中降解需要幾十年至上百年時(shí)間[2]。除了肉眼可見的塑料，在工業(yè)的初生產(chǎn)和垃圾降解過程中產(chǎn)生的微塑料已經(jīng)通過各類介質(zhì)出現(xiàn)在生存環(huán)境當(dāng)中，嚴(yán)重威脅人體健康[3]。二氧化碳(CO2)是生產(chǎn)生活中一種常見的氣體，礦物燃料的燃燒和其它工業(yè)活動(dòng)往往伴隨著CO2，這些工程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生CO2[4–5]。由于大量的CO2被排放到空氣中，導(dǎo)致了溫室效應(yīng)的產(chǎn)生[6–7]。然而CO2本身是碳資源，為了緩和CO2對(duì)全球變暖的影響，CO2的捕獲、儲(chǔ)藏、利用具有現(xiàn)實(shí)意義。與此同時(shí)，石油資源也日益短缺，因此，可生物降解的聚合物引起了廣泛關(guān)注。

聚碳酸亞丙酯(PPC)是CO2和環(huán)氧丙烷(PO)的共聚物，可以將CO2作為資源和PO結(jié)合。無毒、可生物降解、生物適應(yīng)性好、韌性強(qiáng)、氣體阻隔性優(yōu)異等一系列特點(diǎn)使PPC備受關(guān)注[8–9]。PPC應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，目前PPC廣泛應(yīng)用于包裝、地膜、增韌劑、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，其具有代替聚乙烯、聚丙烯等制備一次性材料的潛能。然而由均相催化劑制備的PPC的熱穩(wěn)定性較差，由于正常工業(yè)高分子材料的生產(chǎn)溫度在230℃左右，因此在制備過程中可能會(huì)受到影響。此外，由于PPC是非晶聚合物，分子間作用力小，從而導(dǎo)致PPC本身的力學(xué)性能較差，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)較低，以上缺陷嚴(yán)重限制了PPC在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。因此使用不同填料或添加劑對(duì)PPC進(jìn)行改性，提高其性能，拓展其工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，成為了當(dāng)下研究的熱點(diǎn)。

1 PPC的結(jié)構(gòu)與性能

1.1 PPC的合成原理

井上祥平在1969年首次發(fā)現(xiàn)PPC[10]。在二乙基鋅/水催化系統(tǒng)的催化下，CO2和環(huán)氧物共聚得到脂肪族聚碳酸酯，PPC合成反應(yīng)如圖1所示。這種物質(zhì)具有良好的氧氣屏障性、生物降解性和低溫靈活性，但其轉(zhuǎn)化率很小。自此，有研究者致力于尋求一種催化效率高，反應(yīng)條件溫和的催化劑。

圖1 PPC合成反應(yīng)

目前針對(duì)合成脂肪族聚碳酸酯的催化體系主要有以下幾種：鋅系催化劑、稀土配位催化劑、金屬卟啉絡(luò)合物催化劑以及雙金屬氰化物催化劑[11–12]。二乙基鋅體系催化劑是目前使用最為廣泛的催化劑，主要包括ZnEt2-H2O，ZnEt2-H2OCO2，ZnEt2-RNH2等[13–14]。此類催化劑體系的反應(yīng)機(jī)理是陰離子絡(luò)合催化機(jī)理[15]。Ang等[16]研究戊二酸鋅(ZnGA)作為催化劑，在不同溫度、不同尺寸下對(duì)PPC合成的影響。選取在不同溫度(40，50，60，70℃)和時(shí)間(3，6，9 h)條件下合成不同的ZnGA。研究發(fā)現(xiàn)，在較高溫度下制備的ZnGA催化劑具有較高的結(jié)晶度，并且能夠產(chǎn)生較高的產(chǎn)率和選擇性PPC。

1.2 PPC的性能

可完全降解是PPC獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)之一，使用PPC代替?zhèn)鹘y(tǒng)塑料，可以減少對(duì)環(huán)境的污染。PPC的降解方式有很多種，如熱降解、生物降解以及水解(酸堿條件下)等。其中影響PPC使用的是熱降解問題。據(jù)報(bào)道，由于PPC內(nèi)含有大量醚鍵，分子鏈易發(fā)生旋轉(zhuǎn)，鏈的柔性增加，分子鏈容易解開，因此PPC的Tg為30～41℃，不耐高溫。PPC的起始分解溫度較低，為180～240℃。而在工業(yè)生產(chǎn)中，加工溫度在200℃以上，影響PPC材料的性能。此外，PPC具有較好的阻隔性能，F(xiàn)lodberg等[17]為了比較PPC與聚乳酸(PLA)鑄膜后的阻隔性能，通過動(dòng)態(tài)透射測(cè)量，并對(duì)測(cè)量所得的數(shù)據(jù)使用Matlab中特殊算法Fminsearch進(jìn)行處理和分析。結(jié)果表明，由于制膜PPC溶液的正焓量和水蒸氣滲透焓較高，導(dǎo)致PPC的透氧率和水蒸氣透過率比PLA膜低?；诖诵阅埽琍PC可作為良好的低溫包裝材料。此外，由于其優(yōu)異的阻隔性能和降解性，周慶海等[18]將超高分子量PPC、己二酸丁二醇酯-對(duì)苯二甲酸丁二酯、二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)型聚氨酯、擴(kuò)鏈劑和納米填料通過熔融共混法制備出可生物降解農(nóng)用地膜。此種地膜不僅具有較好的力學(xué)性能，還具有較高的阻隔性，保濕性優(yōu)異。因此PPC是良好的低溫包裝阻隔材料。

2 PPC的改性

對(duì)PPC進(jìn)行改性是常用并且可行的方案，經(jīng)常使用的改性方法有物理改性和化學(xué)改性方法。在塑料工業(yè)生產(chǎn)中，考慮到成本與反應(yīng)問題，采用的改性方法通常是物理改性，然而化學(xué)改性也具有一定優(yōu)勢(shì)，因此從物理改性和化學(xué)改性兩個(gè)方面進(jìn)行介紹。

2.1 物理改性

物理改性法通常是使用無機(jī)填料填充或高分子材料混合的方法進(jìn)行改性，常用的方法有熔融共混法和溶液共混法。

熔融共混法在工業(yè)上易于實(shí)現(xiàn)，操作簡(jiǎn)單，不需要進(jìn)行溶劑回收的操作，對(duì)環(huán)境的污染較小。熔融共混法是使用填料可以改善復(fù)合材料的性能。無機(jī)填料主要為天然礦物開采、加工而制成。Wang等[19]使用碳纖維(CF)與PPC制備復(fù)合材料，使用無溶液的熔融法將CF均勻嵌入PPC基質(zhì)中，增強(qiáng)了復(fù)合材料的流變性和耐熱性。提出在較寬的范圍，通過調(diào)節(jié)CF含量，可以有效地提高流變性能、儲(chǔ)能模量和耐熱性。朱敬陽等[20]使用碳酸鈣作為填料制備PPC/木薯秸稈復(fù)合材料，不同類型碳酸鈣的加入能不同程度地改善復(fù)合材料的拉伸性能、彎曲強(qiáng)度。當(dāng)碳酸鈣填料的填充比例小于15%時(shí)，復(fù)合材料的拉伸性能、彎曲強(qiáng)度與添加量呈正比。此外，碳酸鈣熱膨脹系數(shù)小并且可以均勻地分散在秸稈和PPC樹脂之間，在一定程度上能減緩復(fù)合材料的熱降解，改善其熱穩(wěn)定性。使用其它可降解材料與PPC進(jìn)行共混，也可以得到較好的改性效果。Jiang Guo等[21]使用雙螺桿擠出機(jī)采用熔融共混法制成不同組成比(90/10，70/30，50/50，30/70，10/90)的PPC/聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBAT)共混物。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PBAT的加入改善了PPC的Tg并且使共混物的熱穩(wěn)定性增強(qiáng)，提高了PPC/PBAT共混物吹膜基礎(chǔ)加工的穩(wěn)定性。

溶液共混法程序更復(fù)雜，在操作過程中不可避免地會(huì)造成污染，但使用溶液共混法對(duì)PPC進(jìn)行改性，所得到的共混物混合得更加充分，共混物的性能更加優(yōu)異，因此值得推廣。Wang等[22]使用溶液共混法制備透明PPC/膨潤土和PPC/蒙脫土(MMT)納米復(fù)合材料，膨潤土和MMT填料在PPC基體中的分散性良好，提高了復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性、氧阻隔性和儲(chǔ)能模量。謝東等[23]使用改性納米二氧化硅與PPC進(jìn)行共混，分析了硅烷偶聯(lián)劑和改性劑的選取對(duì)二氧化硅在PPC溶液中分散性的影響。發(fā)現(xiàn)在使用改性納米二氧化硅的共混物中，PPC基體與改性二氧化硅存在較強(qiáng)的相互作用，改善了PPC的熱性能和力學(xué)性能。陶劍等[24]使用溶液澆注法以PLA，PPC，β-羥基戊酸酯共聚物(PHBV)三種環(huán)境友好型材料選用不同比例(60/20/20，40/20/40，40/40/20，20/60/20，20/40/40，20/20/60)制備共混膜。共混體系的Tg隨著3種組分含量的變化而變化，在PLA，PPC含量不變時(shí)，共混物的Tg隨著PHBV含量的增加而降低，PLA的情況與之相反。當(dāng)共混物中PLA含量增加，共混物的Tg升高。此外，共混物的熔融溫度(Tm)較單體的Tm普遍降低。此種三元共混體系使3種材料優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，PLA，PPC，PHBV分別提高了材料的強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、生物降解速率。

雖然通過無機(jī)填料填充可以有效地提升PPC的性能，但是無機(jī)填料的獲取和成本影響改性PPC的應(yīng)用，并且在改性之后，可能會(huì)影響PPC的完全降解性能。采用高分子材料對(duì)PPC進(jìn)行改性，能取得較好的效果。高分子材料可分為可降解高分子材料和不可降解高分子材料[25–26]。其中，纖維素、木質(zhì)素、淀粉、苧麻等天然可降解高分子材料具有可再生、可降解、可廣泛獲取、價(jià)格低廉等特點(diǎn)[27]。由于天然高分子材料本身具有生物降解性，因此所制得的復(fù)合材料仍具有生物降解性。PPC與纖維素、木質(zhì)素、廢棄茶葉粉等進(jìn)行混合改性可以提高PPC的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能。但使用不同的催化劑和助劑最終得到復(fù)合材料的性能有所不同。安晶晶等[28]提出使用雙螺桿擠出機(jī)可以制備完全生物降解的PPC/纖維素復(fù)合材料，纖維素的加入提高了復(fù)合材料的拉伸性能、儲(chǔ)能模量，然而PPC與纖維素的相容性較差，增強(qiáng)作用存在一定限制。此外，PPC的加入一定程度上阻礙了PPC分子鏈運(yùn)動(dòng)，提升了復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和Tg。王華山等[29]將纖維素與PPC多醇混合，制備出的PPC/纖維素共混膜的力學(xué)性能和透濕性有所提高。實(shí)驗(yàn)表明，共混膜力學(xué)性能與PPC的多醇含量呈正相關(guān)，但通氣性則與PPC的多醇含量負(fù)相關(guān)。當(dāng)PPC的多元乙醇含量達(dá)到30%時(shí)混合膜的力學(xué)性能最高。當(dāng)PPC的多元乙醇含量達(dá)到40%時(shí)混合膜的通氣性最差。Wu等[30]開發(fā)天然木質(zhì)素改性PPC，使用溶液-凝膠法制備二氧化鈦(TiO2)改性木質(zhì)素(TiO2@木質(zhì)素)，將TiO2@木質(zhì)素制成厚度約為23 μm的薄片，使用溶液法將TiO2@木質(zhì)素加入到PPC基體中，改性后的PPC具有較強(qiáng)的紫外屏蔽性，同時(shí)熱穩(wěn)定性、儲(chǔ)能模量、Tg都有所提升。此外，Xia等[31]使用廢茶葉制備廢茶葉粉(STLP)作為填料，制備STLP/PPC復(fù)合膜，PPC與STLP之間的界面粘結(jié)增強(qiáng)了復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度。復(fù)合膜的熱降解溫度也高于純PPC。

除了天然高分子材料，PLA也常被用來改性PPC。王淑芳等[32]使用溶液澆鑄法制得PPC/PLA共混物，觀察不同組分的PPC/PLA共混物的力學(xué)性能和降解性能。當(dāng)PPC/PLA質(zhì)量比為60/40，80/20時(shí)，共混物的生物降解性優(yōu)于純PPC和純PLA。由于PPC本身力學(xué)性能較差，共混物中PPC的比例增加時(shí)，拉伸強(qiáng)度和拉伸彈性模量有所降低。對(duì)PLA進(jìn)行改性后再與PPC進(jìn)行共混也能夠達(dá)到提升PPC性能的目的。Li等[33]先使用等物質(zhì)的量的PLA和聚D-丙交酯酸制備出PLA立體復(fù)合物(sc-PLA)，再利用熔融共混法制備出PPC/sc-PLA共混物。當(dāng)sc-PLA的含量增加時(shí)，PPC基體中的sc-PLA球狀物的變化并不明顯，說明sc-PLA在PPC基體中具有良好的分散性。隨著sc-PLA的加入，PPC的流變性能有較大的提高，尤其是當(dāng)sc-PLA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí)，共混物中會(huì)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)PPC基體。此外，共混物的維卡軟化溫度也有所提高。以上說明，PPC與PLA是可以互補(bǔ)的共混體系，因此PPC也可以作為PLA的改性材料。王翔宇等[34]研究PPC含量對(duì)PLA/PPC共混體系性能的影響，發(fā)現(xiàn)在PLA/PPC共混體系中，當(dāng)PPC含量保持在較低水平(不超過30%)時(shí)，PLA/PPC共混物的沖擊強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率隨PPC含量的增加而增強(qiáng)。康凱爾等[35]使用長(zhǎng)鏈型超支化聚合物(LCHBP)對(duì)PLA/PPC共混物進(jìn)行改性，由于PLA和PPC部分相容，改性劑LCHBP的使用改善了PLA/PPC的相容性。在以上體系中，共混物的斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度大大提高，而拉伸強(qiáng)度基本不變，并且改性后的共混物提高了脆性。

2.2 化學(xué)改性

雖然物理改性易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，但其改性調(diào)節(jié)的范圍有限，化學(xué)改性得到的改性PPC性能更加穩(wěn)定。化學(xué)改性需要從微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，在聚合物中引入適當(dāng)?shù)膯卧瑥亩l(fā)生化學(xué)反應(yīng)共聚，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)分子鏈結(jié)構(gòu)的目的[36]?；瘜W(xué)改性方法有三元共聚反應(yīng)、封端、交聯(lián)反應(yīng)、鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)、嵌段共聚反應(yīng)和接枝共聚反應(yīng)等，而脂肪族聚碳酸酯主要的改性方式是三元共聚法，這里主要介紹三元共聚法。

三元共聚是指在二元共聚物的基礎(chǔ)上加入第三種單體，由于第三種單體選取的靈活性，因此制備出的聚合物性能也有所不同[37]。常用的第三單體有環(huán)氧類、酸酐類、內(nèi)酯類等[38]。早期的研究中，嘗試引入碳酸環(huán)己烯酯結(jié)構(gòu)單元，一定程度上改善了PPC分子鏈的柔順性，提升了PPC的熱性能和力學(xué)性能[39]。然而改性效果有限。Seong等[40]將單組分雙功能催化劑SalenCo(III)X作為催化劑用于CO2/PO/氧化環(huán)己烯(CHO)共聚，此催化劑具有較高的催化效率。最終得到的共聚物的Tg有所提高，共聚物具有更寬的溫度使用范圍。

近年來，環(huán)酸酐以改性單體的身份映入行業(yè)人士的眼簾。環(huán)酸酐可以和環(huán)氧化合物共聚生成聚酯，而CO2是碳酸的酸酐，從而引起了行業(yè)人士的重視。馬來酸酐常被用作封端劑對(duì)PPC進(jìn)行改性。劉旭慧等[41]制得PPC/熱塑性淀粉(TPS)共混物，研究發(fā)現(xiàn)在擠出過程中，無TPS接枝PPC生成，說明PPC與TPS只是簡(jiǎn)單的物理混合。在此基礎(chǔ)上，馬來酸酐的加入明顯地抑制擠出過程中PPC的降解，可能是在擠出過程中PPC的端羥基與馬來酸酐反應(yīng)，使PPC端基轉(zhuǎn)變?yōu)轳R來酸酯基，從而對(duì)PPC進(jìn)行封端。宋鵬飛等[42]在負(fù)載戊二酸鋅(s-ZnGA)催化條件下，將CO2/PO/鄰苯二甲酸酐(PA)聚合成共聚物聚碳酸亞丙酯苯酐(PPCPA)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)加入少量PA時(shí)，共聚物的分子量和分子間作用力有所增加。與此同時(shí)，在主鏈中引入剛性苯環(huán)，增加了主鏈的剛性，提高了共聚物的熱性能和力學(xué)性能。內(nèi)酯的引入也可以提高PPC的熱性能和力學(xué)性能。Ree等[43]研究在ZnGA催化下，將CO2，PO和戊內(nèi)酯(VL)進(jìn)行三元共聚，通過調(diào)節(jié)PO/VL配比，得到的共聚物分子量高，并且具有良好的酶解性和生物降解性。

總之，根據(jù)PPC的結(jié)構(gòu)特性，選用合適的第三單體進(jìn)行共聚改性能夠有效地改善其性能。但在制造過程中，制造工藝如加工溫度、螺桿轉(zhuǎn)速的差異也會(huì)導(dǎo)致改性后的PPC體現(xiàn)出不同的性能特征。李金梅等[44]研究了加工溫度和螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)PPC熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能和生物降解性的影響。研究指出加工溫度的上升會(huì)導(dǎo)致PPC的熱穩(wěn)定性降低；螺桿旋轉(zhuǎn)速度降低也會(huì)降低PPC的熱穩(wěn)定性。在加工溫度和螺桿旋轉(zhuǎn)速度協(xié)同作用下，加工溫度越高旋轉(zhuǎn)速度越低，加工后的PPC的力學(xué)性能越差，并且加工的過程會(huì)降低PPC的生物降解性。

2.3 其它方式改性

此外，還有其它方式對(duì)PPC進(jìn)行改性。Wang等[45]以環(huán)氧化合物ADR-4368為擴(kuò)鏈劑，使用熔融共混法對(duì)PPC進(jìn)行化學(xué)改性。通過儀器表征和分析，發(fā)現(xiàn)ADR-4368中的環(huán)氧基團(tuán)和PPC中的端羥基發(fā)生反應(yīng)，使改性后的PPC的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性有所提升，且對(duì)氧氣和CO2的阻隔性能也有所增強(qiáng)。劉曉娟等[46]使用硅烷偶聯(lián)劑KH550對(duì)劍麻表面進(jìn)行預(yù)處理，將異氰酸酯預(yù)聚物(PUP)加入PUP/劍麻纖維復(fù)合材料，改善了復(fù)合材料的界面粘結(jié)性，提高了材料的力學(xué)性能。同時(shí)，PUP與劍麻纖維的協(xié)同效應(yīng)提升了復(fù)合材料的耐熱穩(wěn)定性。Jiang等[47]將PPC與聚丁二酸-己二酸丁二酯(PBSA)使用反應(yīng)增容法制備可生物降解的包裝材料?；诜磻?yīng)增容機(jī)理，使用一步法進(jìn)一步制備了含有AX 8900的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯隨機(jī)三元共聚物(PPC/PBSA/AX 8900)共混物。結(jié)果顯示，PBSA可以顯著改善PPC的熱性能和力學(xué)性能。隨著AX 8900的加入，AX 8900的環(huán)氧基團(tuán)可以與PPC/PBSA分子鏈上的羧基和羥基進(jìn)行反應(yīng)，使其分子鏈進(jìn)行纏結(jié)，改善共混物的性能和相容性。此外，共混物的Tg和阻隔性能也有所提升。

3 PPC的降解

很多研究在改性PPC后，重點(diǎn)研究PPC的各項(xiàng)性能。例如力學(xué)性能、熱性能等，而忽視了改性材料的降解。理論上PPC具有降解性，但其降解的條件、降解速率等卻很少被研究。

針對(duì)熱降解，Phillips等[48]在1975年提出PPC熱降解機(jī)制，指出PPC熱降解方式為隨機(jī)斷鏈?zhǔn)浇到夂汀盎匾А笔浇到?解拉鏈?zhǔn)浇到?。隨后有學(xué)者指出在較低溫度下，PPC容易發(fā)生解拉鏈?zhǔn)浇到?，在較高溫度下發(fā)生無規(guī)斷鏈?zhǔn)浇到狻Ｆ渲?，影響PPC解拉鏈?zhǔn)椒纸獾闹饕蛩厥悄┒肆u基，因此對(duì)羥基進(jìn)行封端處理是抑制拉鏈?zhǔn)浇到獾挠行Х椒?。解拉鏈?zhǔn)浇到鈾C(jī)理如圖2所示。然而封端法解決不了無規(guī)斷鏈?zhǔn)浇到猓褂糜袡C(jī)添加劑能夠有效抑制無規(guī)斷鏈?zhǔn)浇到?，無規(guī)斷鏈?zhǔn)浇到鈾C(jī)理如圖3所示。

圖2 解拉鏈?zhǔn)浇到?/p>

圖3 無規(guī)斷鏈?zhǔn)浇到?/p>

其中，PPC解拉鏈分解的產(chǎn)物是環(huán)狀碳酸酯(PC)，無規(guī)斷裂降解產(chǎn)生CO2并生成含端烯鍵的化合物[49]。由于PPC是在一定催化劑的催化作用下生成的，因此程夢(mèng)平等[50]研究了催化劑的有無對(duì)PPC熱降解的影響。在PPC精脫催化劑的基礎(chǔ)上研究PPC的熱降解，發(fā)現(xiàn)精脫后的PPC在達(dá)到降解溫度后，其相對(duì)分子質(zhì)量仍保持較高水平，說明精脫的PPC可能具有良好的熱穩(wěn)定性。但是PPC的制備離不開催化劑的使用，因此需要尋求其它方法來提高PPC的性能。

除了熱降解，PPC還具有生物降解性。土壤中有各種類型的微生物和生物降解菌群，將PPC或改性PPC直接置于土壤環(huán)境中，微生物將從PPC表面開始侵蝕，從而導(dǎo)致PPC發(fā)生分裂、氧化、斷鏈等降解[47]。有研究顯示PPC膜置于土壤提取液中，其降解性能很差，原因可能是PPC本身具有疏水性，使得微生物無法在PPC表面生長(zhǎng)，進(jìn)而導(dǎo)致PPC的降解速率不盡人意。添加某些改性物質(zhì)所得到的復(fù)合材料可能會(huì)喪失生物降解性。除了生物降解，還有其它因素會(huì)影響PPC的降解，如光照、酸堿性等。桑練勇等[51–53]研究了光照、溫度、堿性條件等環(huán)境對(duì)PPC/PLA共聚物的降解行為的影響。在光照條件下，以氙燈模擬光照，得出光照時(shí)間越長(zhǎng)，共混物降解程度越大；PPC/PLA共混物中PLA含量越大，溫度對(duì)共混物的影響越小，表明增加PLA含量可以增強(qiáng)PPC/PLA共混物的熱穩(wěn)定性；在堿性條件下，PPC/PLA共混物的降解行為與純PPC，PLA相似。此外，在研究PPC降解的過程中，塑料的質(zhì)量和強(qiáng)度通常隨著時(shí)間而降低。當(dāng)PPC降解不均勻時(shí)測(cè)量其降解情況存在一定的誤導(dǎo)性。Yang Xuxu等[54]探究極端形式的可分解塑料的非均勻性劣化：由于化學(xué)和力的共同作用，塑料在分解過程中以施加負(fù)荷打開裂紋，其尖端暴露于化學(xué)作用的侵蝕，使裂紋擴(kuò)散速度變得更加均勻。在此極端情況下，得出裂紋速度對(duì)載荷不敏感，對(duì)相對(duì)濕度和pH值敏感的結(jié)論。

4 結(jié)語

PPC作為可完全生物降解的材料，目前已經(jīng)有諸多研究針對(duì)其熱學(xué)性能、力學(xué)性能等缺陷通過物理手段或化學(xué)手段進(jìn)行改性，得到具有不同性能的改性PPC復(fù)合材料。為了拓寬其應(yīng)用場(chǎng)合，今后應(yīng)著重在以下方面研究：

(1) PPC改性仍要將重點(diǎn)放在熱學(xué)性能和力學(xué)性能方面，但不能一味地只注重單一性能的提高，要注重整體的提高；

(2)在對(duì)PPC進(jìn)行改性時(shí)應(yīng)考慮其經(jīng)濟(jì)性，改性時(shí)使用的催化劑、添加劑、填料應(yīng)經(jīng)濟(jì)易得，操作步驟盡量簡(jiǎn)單，增加其量產(chǎn)化的可能性；

(3)可以考慮將PPC或者改性PPC與其它材料共混制得新型環(huán)境友好型功能性材料(如木塑復(fù)合材料)，使新材料既具有功能性又具有降解性，制得在自然環(huán)境下可自然降解、性能優(yōu)異并且具有經(jīng)濟(jì)效益的改性PPC復(fù)合材料是可研究的方向；

(4)在對(duì)PPC改性過程中，結(jié)合化學(xué)改性和物理改性方法的優(yōu)勢(shì)，共同提高PPC的性能。