中國粉體網(wǎng)訊  PBAT屬于熱塑性生物降解塑料，是PBA(己二酸丁二醇酯)和PBT(對苯二甲酸丁二醇酯)的共聚物，兼具PBA和PBT的特性，既有較好的延展性和斷裂伸長率，也有較好的耐熱性和沖擊性能;此外，還具有優(yōu)良的生物降解性，是生物降解塑料研究中非�；钴S和市場應用最好降解材料之一。

塑料降解與回收概念漫畫 圖片來源：pixabay

PBAT作為一種新型可生物降解材料，主要應用于農(nóng)業(yè)地膜和食品包裝等方面。然而，與普通塑料相比，PBAT存在結(jié)晶性差、熔體強度低以及價格高等問題，限制了其在纖維和膜材料領域的應用。因此， PBAT需要改性，改性方法主要以共混改性和擴鏈改性為主，以達到降低成本和改善其綜合性能的目的。

碳酸鈣粉體 圖片來源：粉體網(wǎng)

1、PBAT與無機填料共混

添加廉價的無機填料可有效降低制品的成本，同時也可為復合材料提供優(yōu)異的力學性能。常用的無機填料主要有碳酸鈣(CaCO₃)、蒙脫土(MMT)、SiO₂及TiO₂等。

2、碳酸鈣（CaCO₃）填充改性PBAT

活化碳酸鈣由于粒徑極小、活性高，因此其在PBAT改性中補強效果較高。使用活化碳酸鈣對PBAT共混改性時需要加入一定量的相容劑，以改進產(chǎn)品的物理性能和力學性能。通過碳酸鈣改性后材料能快速、完全生物降解，且極大降低了產(chǎn)品成本，對制造膜袋類產(chǎn)品等，具有更好的實際操作性。

案例1

楊冰等制備了50%(w) CaCO₃的PBAT/ CaCO₃復合材料。改性后的CaCO₃在PBAT的分散性變好，共混物沒有發(fā)生溶出現(xiàn)象，且復合材料的力學性能有很大提升。未改性的CaCO₃容易聚集在一起，影響了材料的力學性能。

案例2

Edilene等研究了擴鏈劑的加入對PBAT/ CaCO₃復合材料的影響，結(jié)果表明，擴鏈劑能夠通過分散的CaCO₃顆粒起作用，并且改善CaCO₃的分散性；此外，CaCO₃的加入降低了純PBAT及復合材料的結(jié)晶度，這是因為CaCO₃對聚合物分子鏈的運動起到阻礙作用。

案例3

肖運鶴等研究發(fā)現(xiàn)，利用超細碳酸鈣對PBAT進行填充改性，當超細碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)在10%，相容劑質(zhì)量分數(shù)為3份時，PBAT/超細碳酸鈣共混物的拉伸性能得到了很大程度地提高。當超細碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)達到20%時，制成膜袋后，依然有較好的力學性能。

3、Ca²⁺對PET降解反應條件的改善

作為PBAT的兩大共聚組成部分之一，PET(對苯二甲酸丁二醇酯)的水解程度與反應條件具有一定的關系。Miyakawa等在研究中提到來自糖單胞菌素Cut190中的一種類角質(zhì)酶，可水解PET的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這種酶實際屬于脂肪酶，它含有一個α/β水解酶折疊和一個SER-HIS-ASP催化三聯(lián)體。

近年來，雖然Ca²⁺誘導α-淀粉酶的熱穩(wěn)定性以及酶的激活作用已經(jīng)得到了廣泛的研究，但針對PET降解酶中類角質(zhì)酶降解機理的研究仍較少。而Miyakawa等的研究首次證明了Ca²⁺能夠增強PET酶的熱穩(wěn)定性和PET降解類角質(zhì)酶的活性，高濃度的Ca²⁺增強了Cut190的熱穩(wěn)定性和活性，這對于非晶態(tài)PET的高效酶解至關重要。

結(jié)語

PBAT與可降解材料、無機填充物的并用，不僅可以改善PBAT的加工性能和降低生產(chǎn)成本，滿足實際應用需要，還可以拓寬其適用范圍和領域。

目前，國內(nèi)PBAT的合成以及高性能產(chǎn)品的生產(chǎn)和應用與國外產(chǎn)品有一定差距，但隨著環(huán)保要求的提高和可持續(xù)綠色發(fā)展的要求，對于可降解材料的需求愈發(fā)強烈，開發(fā)高性能、低成本的PBAT及其復合材料將是高分子材料加工的熱門領域，對推廣可生物降解材料在生物基材料中的應用，實現(xiàn)綠色發(fā)展起著重要的作用。

參考來源：

晏永祥，等：可生物降解塑料PBAT共混改性研究進展，長沙理工大學

程鵬飛，等：PBAT復合材料的改性研究進展，中國石油天然氣股份有限公司

姜杉，等：聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)生物降解進展

陜潔，等：可生物降解塑料的合成及其改性，新疆昌吉學院