中圖分類號：063 文獻標(biāo)志碼：A

Chain Extension Modification of Biodegradable Poly（butylene adipate-co-terephthalate）

SHI Tiantian1， KOU Xuechen2， HUANG Hao1， ZHAO Ling1， YANG Shuguang1， WANG Yun2 （1.State KeyLaboratoryof AdvancedFiberMaterials，CollgeofMaterials Sienceand Enginering，Donghua University Shanghai201620，China;2.Shenghong（Shanghai）NewMaterialTechnologyLimited Company，Shanghai 201403，China）

Abstract：By melt blending of poly（butylene adipate-co-terephthalate）（PBAT）and styrene-glycidyl methacrylate （ADR）， a series of biodegradable materials （PBAT/ADR） were prepared through a twin-screw extruder.The efects of ADRon the melt flowrate，carboxylend groupcontent，gelcontent，thermal properties，rheological propertiesand mechanical propertiesof PBATat different blending temperatures were investigated.The results showed that the melt flowrate of the polymer PBAT/ADR decreased significantly with the increase of ADR content. When the mass ratio of ADR to PBAT was 1.8：100 0 the melt flowratemet the industrial productionrequirements.Inadition，withtheincreaseof temperature，the terminal carboxylcontentofPBAT/ADR decreased significantly，whilethegelcontent increasedsignficantlywhich provedthatthe crosslinking reactionbetween PBATand ADRoccurred and the branched macromolecularstructure was formed.With the increaseof temperature，thecrystalizationtemperatureofPBAT/ADR decreased slightly，andthe glasstransition temperature andthermaldecompositiontemperature increased.TheviscoelasticityofPBATwassignificantlyenhancedafter theaddition of ADR.The branched cross-linked structure was formed inside.The processng performance was changed. Compared with pure PBAT， te tensile strength of PBAT/ADR increased and the elongation at break increased significantly.The maximum tensile strength was 19.2MPa and the elongation at breakwas 1036.3%

Key words： poly（butylene adipate-co-butylene terephthalate）；styrene-glycidylmethacrylate oligomer;biodegradable; melt blending； chain extender

隨著塑料制品的應(yīng)用日益廣泛，由此產(chǎn)生的塑料廢棄物數(shù)量也與日俱增[1-3]。塑料廢棄物中大部分為難以完全可生物降解的塑料材料，對環(huán)境構(gòu)成了嚴重威脅[4-6]?？缮锝到馑芰系奶厥夥肿咏Y(jié)構(gòu)使其在特定條件（如光[7，8]、熱[9]、水[10]、微生物或酶[1-13]的作用）下能夠發(fā)生分解，最終生成對環(huán)境無害的小分子產(chǎn)物，如水（ ?H₂O_? 、甲烷（ CH₄ ）、二氧化碳（ CO₂ ）等[14，15]。聚己二酸-對苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）是一種廣泛使用的可生物降解塑料[1，它融合了聚已二酸丁二醇酯（PBA）和聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）的特性，展現(xiàn)出良好的抗沖擊能力和降解性能[17]，在農(nóng)業(yè)地膜和食品包裝等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[18，19]。然而，PBAT存在生產(chǎn)成本較高、模量較低以及熱性能和力學(xué)性能不佳等問題，限制了其更廣泛的使用[16]。

PBAT的生產(chǎn)主要包括酯化、縮聚和切粒三個關(guān)鍵步驟[20]。酯化階段是單體的合成，縮聚是直接影響PBAT性能和使用的關(guān)鍵階段，可以選擇一步法或兩步法進行制備。一步法是直接將PBAT縮聚成熔體流動速率（MFR）為 3～5g/10min 的高分子量產(chǎn)物，切粒后直接使用。兩步法是先生成低分子量、高MFR的PBAT樹脂，隨后通過添加擴鏈劑最終形成高分子量、低MFR的產(chǎn)物。與一步法相比，兩步法生產(chǎn)時間更短、產(chǎn)率更高，制備的PBAT樹脂具有更優(yōu)的物理性能和抗老化能力，且不會影響其降解性能[21]。近年來，擴鏈法作為一種高效手段，在制備高分子量PBAT樹脂方面得到了越來越多的應(yīng)用。Dadashi等[22通過流變學(xué)模型分析了 4，4^′. -亞甲基二苯基二異氰酸酯（MDI）在PBAT/乙烯-乙烯醇聚合物（EVOH）共混體系中對彈性性能的雙重影響，MDI的加入不僅可以通過界面相容性改變混合物的彈性，同時在PBAT中也起到延伸分子鏈的作用，可增加其彈性。Mijeon 等[23]采用擴鏈劑六亞甲基二異氰酸酯（HDI）對PBAT/紅麻纖維復(fù)合材料進行改性，HDI的加入有效改善了復(fù)合材料的界面黏附性能，使其表現(xiàn)出類固體行為，儲能模量 （G^′） 、復(fù)數(shù)黏度（η^*） 以及熱穩(wěn)定性均有所提高。Wu等[24]利用MDI和殼聚糖納米顆粒（ChNPs）作為相容劑，研究其對聚乳酸（PLA）/PBAT共混物的影響，MDI的添加顯著增強了共混物的界面相容性，從而提高了拉伸強度和耐濕性。目前，針對PBAT的擴鏈改性研究大多集中于提高PBAT復(fù)合材料的力學(xué)性能，但是犧牲了純PBAT的降解性能。常用的擴鏈劑多為具有生物毒性的異氰酸酯類化合物，限制了PBAT在特殊領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，選取一種環(huán)境友好型擴鏈劑，并深入探討其對純PBAT加工性能及力學(xué)性能的影響，對于理解改性后PBAT的基礎(chǔ)性能和加工應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。

低聚物苯乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯（ADR）是一種環(huán)境友好型環(huán)氧類擴鏈劑，不僅可以顯著提高聚酯的重均分子量，還能有效降低生產(chǎn)成本，減少對環(huán)境的負擔(dān)。相較于傳統(tǒng)擴鏈劑，ADR的優(yōu)勢可以從多個維度進行分析。首先，在生產(chǎn)工藝方面，傳統(tǒng)擴鏈劑包含鹵素化合物和異氰酸酯類化合物，需要使用對環(huán)境和人體健康有害的化學(xué)物質(zhì)，而ADR的合成過程更加綠色環(huán)保，大幅降低了潛在的環(huán)境風(fēng)險。其次，從產(chǎn)品生命周期的角度出發(fā)，利用ADR制備的材料在廢棄后更容易被自然分解，從而顯著減少了對生態(tài)系統(tǒng)的長期影響。最后，就性能而言，ADR還能提供與傳統(tǒng)擴鏈劑相當(dāng)甚至更優(yōu)的力學(xué)性能。

本文選用ADR作為PBAT的擴鏈劑，將 PBAT與ADR在微型雙螺桿擠出機中熔融共混，成功制備了聚合物PBAT/ADR，并對PBAT和PBAT/ADR的結(jié)構(gòu)、流變性能及力學(xué)性能進行了系統(tǒng)分析和表征。將 ADR加入PBAT中，ADR的環(huán)氧基團被打開，與PBAT中的端羥基和端羧基反應(yīng)生成酯鍵和醚鍵，延長了PBAT分子鏈末端，有效改善了PBAT性能上的不足。

1實驗部分

1.1 原料和試劑

PBAT：TH801T型， MFR=35g/l0min ，新疆藍山屯河降解材料有限公司；ADR：4370型，德國BASF公司。PBAT與ADR的分子結(jié)構(gòu)式如圖1所示。

圖1 （a）PBAT與（b）ADR的分子結(jié)構(gòu)式Fig.1Molecular structuresof（a）PBATand （b）ADR

1.2 實驗步驟

1.2.1PBAT/ADR的制備首先，將PBAT置于干燥箱中，于 75^°C 抽真空干燥 ^4h 以去除水分。將干燥后的PBAT與多元環(huán)氧擴鏈劑ADR加入雙螺桿擠出機，并在不同加工溫度（ 160～220°C ，溫度梯度為 10% 下進行熔融共混擴鏈反應(yīng)。當(dāng)ADR與PBAT的質(zhì)量比 （m（ADR）/m（PBAT） ）分別為 0， 0.9/100 、1.2/100、1.5/100、1.8/100、2.1/100時，制得的聚合物分別標(biāo)記為PBAT、PBAT/ADR-0.9、PBAT/ADR-1.2、PBAT/ADR-1.5、PBAT/ADR-1.8和PBAT/ADR-2.1。雙螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定為 50r/min ，最大扭矩為 40N?m ，不同溫區(qū)溫度設(shè)定都為同一溫度。擴鏈反應(yīng)完成后，將樣品再次放入干燥箱中，在 75^°C 干燥 ^4h 以去除水分。

1.2.2PBAT/ADR樣條及樣片的制備將上述擴鏈后的樣品直接加入注塑機中進行注塑成型，制成尺寸為135mm×13mm×2mm 的矩形樣條以及直徑 15mm 、厚度 1mm 的圓形樣片。注塑過程中，模具溫度設(shè)定為25^°C ，最大扭矩為 700N?m ，保壓時間為 10s 。

1.3 測試與表征

MFR：利用XLR400型熔體流動速率儀（中國承德市金建檢測儀器有限公司）測試PBAT/ADR熔融聚合物的熔體流動速率，探究其擴鏈效果。在 190^°C 下，稱量 4～8g 的樣品裝入料筒，將樣品壓實，預(yù)熱 5min 后，再將 2.16kg 的砝碼放在活塞桿上，讓活塞在重力作用下下降，從而將樣品擠出，收集平穩(wěn)流出的試樣，計算出樣品的MFR。

凝膠含量：將PBAT/ADR聚合物剪成顆粒狀，稱取約 2.0g 干燥過的聚合物顆粒并用銅網(wǎng)包裹，放入到索氏提取器的提取管中，在提取瓶中加入氯仿， 100^°C 油浴加熱 48h 后，將不溶部分置于 75^°C 真空烘箱中干燥12h ，稱取干燥后的不溶物質(zhì)量 （m） 。上述測試重復(fù)3次取平均值，凝膠含量為 m/2.0×100% 。

端羧基含量：根據(jù)GB/T14190—2017，采用酸堿滴定法測定PBAT/ADR聚合物中的端羧基含量。稱取一定質(zhì)量的聚合物試樣，將試樣加入 50mL 苯酚與三氯甲烷的體積比為2：3的混合溶液中，加熱至完全溶解，然后冷卻至 25^°C 。在溶液中滴加 5～6 滴溴酚藍指示劑，用氫氧化鉀（KOH）-乙醇（KOH濃度為 0.05mol/L ）標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液進行滴定，當(dāng)溶液顏色變藍時到達滴定終點，記錄滴定液體積。上述測試重復(fù)3次取平均值，按式（1）計算端羧基含量 （mol/t） ：

其中， V 為試樣消耗的滴定液體積 （mL） ） V₀ 為空白溶液消耗的滴定液體積（mL）; c 為KOH-乙醇標(biāo)準(zhǔn)滴定液的濃度（mol/L）; ?_m 為試樣質(zhì)量（g）。

動態(tài)流變性能：使用配備 15mm 平行板的MARS60型旋轉(zhuǎn)流變儀（美國Thermo scientific公司）測定PBAT/ADR聚合物的 G^′ 、損耗模量 （G^′′） 、損耗因子（ tanδ 以及 η^* 。將熱壓好的圓片在平行板模式下進行頻率掃描，測試溫度為 190^°C ，掃描范圍為 0.1～100.0Hz ，剪切應(yīng)力為 10μN?m 。

熱穩(wěn)定性能：利用TGA550型熱重分析儀（美國TAInstruments公司）測試聚合物PBAT/ADR的熱穩(wěn)定性能。取 5～10mg 樣品置于氧化鋁增蝸中，氮氣氛圍，氮氣的通量為 60mL/min ，升溫速率為 ，從 25^°C 升至 800^°C 。

熱性能：利用DSC250型差示掃描量熱儀（美國TAInstruments公司）測試PBAT/ADR聚合物的熔融溫度，探究其熱性能。取 5～10mg 樣品于鋁制坩蝸中，參比盤為鋁制空坩蝸，在 60mL/min 的氮氣氛圍下，從 -70^°C 升溫至 330^°C 保溫 10min ，再從 330^°C 降溫至 -70^°C 保溫 10min ，再第二次從 -70^°C 升溫至 330^qC 同樣保溫10min ，升溫和降溫速率都為 10^cmin ○

力學(xué)性能：采用INSTRON 5966型萬能材料試驗機（英國 Instron Corporation 公司）測定PBAT/ADR聚合物的拉伸性能，測試速率為 100mm/min 。根據(jù)《塑料拉伸性能的測定第2部分：模塑和擠塑塑料的試驗條件》（GB/T1040.2—2006）標(biāo)準(zhǔn)，將樣品熱壓成條。

2 結(jié)果與討論

2.1ADR對PBAT化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響

在加熱環(huán)境下，ADR的環(huán)氧基團被打開，與PBAT中的端羥基和端羧基反應(yīng)生成酯鍵和醚鍵，形成聚合物PBAT/ADR，化學(xué)反應(yīng)示意圖如圖2所示。

圖2PBAT與ADR的化學(xué)反應(yīng)示意圖

在 190^qC 加工溫度下，純PBAT及PBAT/ADR-1.8的扭矩-時間曲線如圖3所示。在反應(yīng)初始階段，由于加料的影響，兩種材料的扭矩均迅速上升。隨著樣品在擠出機中逐漸熔融，扭矩先急劇下降，隨后趨于穩(wěn)定。純PBAT的扭矩隨熔融共混時間的增加而逐漸下降，表明其熔體黏度較低且流動性較強，這種低黏度和高流動性的特性不利于后續(xù)材料的加工成型。此外，在 190^qC 的高溫環(huán)境下，PBAT可能發(fā)生降解，且熔融時間越長，降解現(xiàn)象越明顯。相比之下，添加擴鏈劑ADR后，PBAT/ADR-1.8的扭矩隨著熔融共混時間的增加而逐步升高，這表明PBAT與ADR在擠出機腔體內(nèi)發(fā)生了擴鏈反應(yīng)。具體來說，ADR中的環(huán)氧基團可以與PBAT中的端

圖3 190^qC 下PBAT及PBAT/ADR-1.8的扭矩-時間曲線Fig.3 Torque-time curvesofPBATandPBAT/ADR-1.8at 190‰

羧基和端羥基發(fā)生反應(yīng)，生成醚鍵和酯鍵，從而提高體系的黏度。然而，需要注意的是，ADR的添加量并非越多越好，過量的ADR會導(dǎo)致交聯(lián)點增多，使分子鏈纏結(jié)嚴重，鏈段活動能力受限，結(jié)晶困難，并可能導(dǎo)致材料變脆，進而影響材料的加工性能和產(chǎn)品的使用性能。

在 190^°C 加工溫度下，隨著ADR用量的增加，PBAT/ADR的MFR明顯下降（圖4（a）），表明支化大分子的形成增強了大分子鏈間的纏結(jié)效應(yīng)，重均分子量增大，從而實現(xiàn)了擴鏈效果。PBAT/ADR-1.8的MFR為

4.8g/10min ，符合工業(yè)使用要求 （3～5g/10min） 。隨著擴鏈劑用量的進一步增加，PBAT/ADR-2.1的MFR降至 1.9g/10min ，說明過量的ADR形成了交聯(lián)點，導(dǎo)致PBAT與ADR之間產(chǎn)生交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。隨著溫度和擴鏈劑含量的增加，聚合物的MFR顯著降低（圖4（b））。由于高溫可能引發(fā)PBAT的熱降解，從而對其耐老化性能產(chǎn)生不利影響，因此在實際應(yīng)用中應(yīng)避免過高的溫度。實驗結(jié)果表明，僅在 190，200^°C 和 210°C 加工溫度下，PBAT/ADR-1.8的MFR能夠滿足工業(yè)使用的標(biāo)準(zhǔn)。基于此，后續(xù)研究將重點探討在 25^°C 加工溫度下PBAT以及190、200、 210‰ 加工溫度下PBAT/ADR-1.8（分別標(biāo)記為PBAT/ADR-1.8（ 190^qC ）、PBAT/ADR-1.8（ 200^qC ）、PBAT/ADR-1.8（ 210^qC ））的綜合性能。

圖4（a） 190^qC 下，PBAT/ADR的MFR;（b）不同加工溫度下PBAT/ADR的MFRFig.4（a）MFRof PBAT/ADRat 190‰ ； （b）MFRofPBAT/ADRwithdifferent processingtemperatures

PBAT及在不同加工溫度下PBAT/ADR-1.8的凝膠含量和端羧基含量如表1所示。隨著溫度升高，PBAT與ADR之間的反應(yīng)速率加快，ADR中的環(huán)氧基團被不斷打開，并與PBAT中的端羧基發(fā)生反應(yīng)生成支化大分子。這一過程導(dǎo)致端羧基含量逐漸降低，同時凝膠含量逐漸增加。上述現(xiàn)象進一步驗證了在擴鏈過程中，PBAT與ADR發(fā)生了擴鏈反應(yīng)，產(chǎn)物重均分子量增大并形成了交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。此外，高分子聚酯在加熱條件下可能發(fā)生熱降解，并伴隨交聯(lián)反應(yīng)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠，這種凝膠對聚酯成膜過程中的加工性能具有顯著影響;且PBAT主鏈結(jié)構(gòu)中的端羧基可能催化其降解過程，進而影響PBAT膜的耐老化性能。因此，在實際應(yīng)用中，擴鏈后的凝膠含量和端羧基含量越低越好。

表1PBAT及不同加工溫度下PBAT/ADR-1.8的凝膠含量以及端羧基含量

able1Gelcontentand terminalcarboxylcontentofPBATandPBAT/ADR-1.8atdifferent processing temperatu

2.2 PBAT與PBAT/ADR的流變性能

PBAT及PBAT/ADR-1.8的流變性能如圖5所示。隨著溫度的升高，PBAT/ADR-1.8的 G^′ 和 G^′′ 均呈現(xiàn)顯著增大趨勢，尤其是在低頻區(qū)域， G^′ 和 G^′′ 的增長幅度更為明顯（圖5（a，b））。這是由于擴鏈改性顯著增加了PBAT的重均分子量和支化程度，從而增強了分子鏈之間的纏結(jié)效應(yīng)。此外，溫度的升高加速了PBAT與ADR之間的反應(yīng)，形成了更多的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致分子鏈運動和松弛變得更加困難。這種變化使得PBAT/ADR-1.8的熔體強度和熔體彈性增強，從而提高了擴鏈后聚合物的模量。隨著加工溫度的升高，tan δ 減?。▓D5（c）），較小的tan δ 值表明聚合物的彈性響應(yīng)更快，黏性耗散減弱，這說明經(jīng)過擴鏈處理后，PBAT的分子鏈結(jié)構(gòu)從線形轉(zhuǎn)變?yōu)殚L支化交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。如圖5（d）所示，純PBAT在較寬的低頻范圍內(nèi)（ 0.1～3rad/s， 表現(xiàn)出牛頓流體行為，其 η^* 不隨頻率的變化而改變，然而，在高頻率下則呈現(xiàn)出剪切變稀的行為。隨著溫度的升高，擴鏈體系的 η^* 逐漸增加，PBAT/ADR在低頻下的 η^* 平臺消失，聚合物表現(xiàn)出明顯的非牛頓流體特性。此外， η^* 的下降趨勢更加顯著，表明擴鏈后的PBAT取向和剪切變稀行為更為明顯，這也進一步證實了升高溫度促使體系的重均分子量增大、分子鏈變長、支化度提高以及交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)增多，從而導(dǎo)致高頻下更多的分子鏈網(wǎng)絡(luò)發(fā)生解纏結(jié)。

圖5PBAT及不同加工溫度下PBAT/ADR-1.8的流變性能

Fig.5Rheological properties of PBATand PBAT/ADR-1.8 at different processing temperatures

圖6（a）所示為PBAT和PBAT/ADR的 G^′ 與 G^′′ 的關(guān)系圖。其中交點（ G^′=G^′′ ）代表樣品從更黏性行為（ G^′′′ 向更彈性行為（ G^′gt;G^′′ ）的轉(zhuǎn)變。在相同損耗模量下，隨著溫度的升高，聚合物的 G^′ 顯著提升，并且曲線在高頻區(qū)逐漸接近等模量線。這一現(xiàn)象進一步驗證了擴鏈反應(yīng)顯著提高了聚合物的重均分子量和熔體強度。 η^′-η 圖 η^′ 為 η^* 的實部， η^′′ 為 η^* 的虛部）常用于研究具有松弛時間分布材料的黏彈性質(zhì)，特別是非均相聚合物體系。對于許多聚合物， η^′-η 圖中通常會出現(xiàn)2個弧，左側(cè)弧表示聚合物鏈的松弛，右側(cè)弧則歸因于液滴松弛現(xiàn)象。從圖6（b）可以明顯看出，純PBAT僅顯示1個圓弧，而PBAT/ADR聚合物則在圓弧右側(cè)出現(xiàn)了1個尾部或第2個圓弧。隨著溫度升高，兩部分之間的上翹趨勢明顯向高黏度區(qū)域移動。此外，在PBAT/ADR-1.8 3（210^qC ）中，受約束的PBAT鏈的松弛現(xiàn)象更為顯著，這證實了ADR的加入促使PBAT形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而抑制了PBAT鏈的長鏈運動。綜上所述，擴鏈處理使得PBAT的分子鏈結(jié)構(gòu)由原來的線形逐漸轉(zhuǎn)化為支化結(jié)構(gòu)，支化程度和交聯(lián)程度隨溫度升高而增強，從而改善了熔體的黏彈性。

2.3 PBAT與PBAT/ADR的熱性能

PBAT及PBAT/ADR-1.8的二次升溫DSC曲線如圖7（a）所示。從圖中可以清晰地觀察到，純PBAT的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 Ξ（T_g） 為 -35°C ，熔點（ 為 124^°C 。隨著加工溫度的升高，PBAT/ADR的 T_g 逐漸增加。當(dāng)加工溫度為 210^qC 時， T_g 達到 -28°C ，相比純PBAT提高了 7% 。這是由于PBAT與ADR之間的相互作用導(dǎo)致PBAT分子鏈段運動受限。溫度變化對PBAT/ADR的熔點影響較小，但其結(jié)晶溫度隨擴鏈反應(yīng)溫度的升高而降低。隨著加工溫度上升，PBAT/ADR的結(jié)晶溫度逐漸減小（圖7（b））。純PBAT樣品的結(jié)晶溫度為 93^°C ，而PBAT/ADR（ 210‰ ）的結(jié)晶溫度降至 84^°C 。這表明雖然擴鏈反應(yīng)生成的支化結(jié)構(gòu)增加了晶核位點數(shù)量并加速了成核過程，但也限制了PBAT鏈段的運動，從而降低了結(jié)晶溫度。PBAT及PBAT/ADR-1.8的TGA曲線（圖7（c））顯示了一步分解過程。當(dāng)溫度低于 300^c 時，PBAT保持穩(wěn)定，未出現(xiàn)失重現(xiàn)象，表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性。隨著測試溫度升高，純PBAT開始出現(xiàn)失重，失重 5% 時的分解溫度（ T_d5%） 為 358^°C 。相比之下，

圖6PBAT及PBAT/ADR-1.8的（a） G^′–G^′′ 和 （b）η^′-η^′′ Fig.6（a） G^′–G^′′ and（b） η^′-η^′′ of PBATand PBAT/ADR-1.8

圖7PBAT及PBAT/ADR-1.8的（a）結(jié)晶、（b）熔融、（c）TGA和（d）DTG曲線 Fig.7（a） Crystallization，（b）melting，（c） TGA and（d）DTG curves of PBATand PBAT/ADR-1.8

PBAT/ADR的分解溫度隨溫度升高而增加，其中PBAT/ADR（ 210^qC 的 T_d5% 為 363°C 。這表明加入ADR后，PBAT的重均分子量增大，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性有所提升。PBAT的最快分解速率隨溫度的升高而增加（圖7（d）），這一結(jié)果與前述關(guān)于熱穩(wěn)定性的結(jié)論一致，進一步驗證了ADR的加入以及加工溫度對PBAT結(jié)構(gòu)和熱性能的影響。

2.4 PBAT與PBAT/ADR的力學(xué)性能

PBAT及PBAT/ADR-1.8的應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖8所示，具體數(shù)據(jù)如表2所示。純PBAT的抗拉強度為15.7MPa ，斷裂伸長率為 297.4% ，隨著ADR的加入以及加工溫度的升高，PBAT的力學(xué)性能顯著提升。當(dāng)加工溫度為 210‰ 時，聚合物的拉伸性能最好，抗拉強度為 19.2MPa ，斷裂伸長率高達 1036.3% ，相較于純PBAT，抗拉強度提升了近 4MPa 。擴鏈劑ADR與PBAT形成支化結(jié)構(gòu)，一定程度上抑制了分子鏈的運動能力，增強了PBAT的韌性。因此，PBAT/ADR表現(xiàn)出更高的力學(xué)強度和斷裂伸長率。

圖8PBAT及PBAT/ADR-1.8的應(yīng)力-應(yīng)變曲線 Fig.8Stress-strain curvesofPBAT and PBAT/ADR-1.8

表2PBAT及PBAT/ADR-1.8的力學(xué)性能

Table2Mechanical properties of PBAT and PBAT/ADR-1.8

3結(jié)論

（1）在PBAT中引入擴鏈劑ADR可快速引發(fā)擴鏈反應(yīng)，顯著降低PBAT的熔體流動速率（從 35g/l0min 降至 3～5g/10min ），形成支化大分子，從而提高PBAT的重均分子量。這一過程在不改變PBAT降解性能的前提下，有效縮短了工業(yè)生產(chǎn)時間。

（2）隨著擴鏈劑ADR的加入和加工溫度的升高，PBAT/ADR的彈性、黏性、復(fù)數(shù)黏度以及熱穩(wěn)定性均有所提升。與純PBAT相比，在 210‰ 加工溫度下，PBAT/ADR-1.8的結(jié)晶溫度降低了 9°C ，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度從-35°C 升高至 -28°C ，熱分解溫度從 358^°C 提升至 363^9C 。這表明擴鏈劑的引入和加工溫度的升高共同改善了樣品的加工性能和耐熱性。

（3）擴鏈劑ADR顯著增強了PBAT/ADR聚合物的力學(xué)性能。在 210‰ 加工溫度下，PBAT/ADR-1.8表現(xiàn)出最佳的拉伸性能，抗拉強度達到 19.2MPa ，斷裂伸長率高達 1036.3% 。

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（責(zé)任編輯：王吉晶）