中國(guó)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(duì)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(zhǎng)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(chǎng)應(yīng)用最好降解材料之一。

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PBAT作為一種新型可生物降解材料，主要應(yīng)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(qiáng)度低以及價(jià)格高等問題，限制了其在纖維和膜材料領(lǐng)域的應(yīng)用。因此， PBAT需要改性，改性方法主要以共混改性和擴(kuò)鏈改性為主，以達(dá)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(jī)填料共混

添加廉價(jià)的無機(jī)填料可有效降低制品的成本，同時(shí)也可為復(fù)合材料提供優(yōu)異的力學(xué)性能。常用的無機(jī)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(bǔ)強(qiáng)效果較高。使用活化碳酸鈣對(duì)PBAT共混改性時(shí)需要加入一定量的相容劑，以改進(jìn)產(chǎn)品的物理性能和力學(xué)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(duì)制造膜袋類產(chǎn)品等，具有更好的實(shí)際操作性。

案例1

楊冰等制備了50%(w) CaCO₃的PBAT/ CaCO₃復(fù)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(fù)合材料的力學(xué)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(xué)性能。

案例2

Edilene等研究了擴(kuò)鏈劑的加入對(duì)PBAT/ CaCO₃復(fù)合材料的影響，結(jié)果表明，擴(kuò)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(fù)合材料的結(jié)晶度，這是因?yàn)镃aCO₃對(duì)聚合物分子鏈的運(yùn)動(dòng)起到阻礙作用。

案例3

肖運(yùn)鶴等研究發(fā)現(xiàn)，利用超細(xì)碳酸鈣對(duì)PBAT進(jìn)行填充改性，當(dāng)超細(xì)碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10%，相容劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3份時(shí)，PBAT/超細(xì)碳酸鈣共混物的拉伸性能得到了很大程度地提高。當(dāng)超細(xì)碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到20%時(shí)，制成膜袋后，依然有較好的力學(xué)性能。

3、Ca²⁺對(duì)PET降解反應(yīng)條件的改善

作為PBAT的兩大共聚組成部分之一，PET(對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)的水解程度與反應(yīng)條件具有一定的關(guān)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(shí)際屬于脂肪酶，它含有一個(gè)α/β水解酶折疊和一個(gè)SER-HIS-ASP催化三聯(lián)體。

近年來，雖然Ca²⁺誘導(dǎo)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(duì)PET降解酶中類角質(zhì)酶降解機(jī)理的研究仍較少。而Miyakawa等的研究首次證明了Ca²⁺能夠增強(qiáng)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(qiáng)了Cut190的熱穩(wěn)定性和活性，這對(duì)于非晶態(tài)PET的高效酶解至關(guān)重要。

結(jié)語(yǔ)

PBAT與可降解材料、無機(jī)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(shí)際應(yīng)用需要，還可以拓寬其適用范圍和領(lǐng)域。

目前，國(guó)內(nèi)PBAT的合成以及高性能產(chǎn)品的生產(chǎn)和應(yīng)用與國(guó)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(duì)于可降解材料的需求愈發(fā)強(qiáng)烈，開發(fā)高性能、低成本的PBAT及其復(fù)合材料將是高分子材料加工的熱門領(lǐng)域，對(duì)推廣可生物降解材料在生物基材料中的應(yīng)用，實(shí)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(jìn)展，長(zhǎng)沙理工大學(xué)

程鵬飛，等：PBAT復(fù)合材料的改性研究進(jìn)展，中國(guó)石油天然氣股份有限公司

姜杉，等：聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)生物降解進(jìn)展

陜潔，等：可生物降解塑料的合成及其改性，新疆昌吉學(xué)院