聚乳酸/生物质复材研究获进展

文/仲 科

聚乳酸/生物质复材研究获进展

文/仲 科

聚乳酸相对于石油基塑料具有优异的生物可降解性，能够在一次性注塑、发泡和吹膜领域大规模替代石油基塑料来解决日益严重的“白色污染”问题，目前已在全世界等到大力推广。针对聚乳酸应用中存在的耐热性差、价格高、韧性差等难题，中科院宁波材料所生物基高分子材料团队深入研究，近期取得了系列进展。

在前期的工作中，该团队通过合成聚乳酸用生物基结晶成核剂，解决了聚乳酸耐热差的关键问题，拓展了聚乳酸在传统塑料等相关领域的应用范围。但价格较高是目前限制聚乳酸应用拓展的关键因素，这种耐热改性又会再度增加聚乳酸的成本，进一步限制其在一次性应用领域的应用。为此，降低聚乳酸的应用成本并保持聚乳酸的生物可降解，利用价格低廉、来源广泛、可生物降解和持续利用的生物质填充复合聚乳酸，成为环保塑料中发展最为迅速的一个方向。

但是，在聚乳酸/生物质复合材料中，聚乳酸与纤维素、淀粉或竹粉等生物质填料之间亲疏水差异明显，聚乳酸/生物质复合材料界面相容性非常不好。同时，该类复合材料的断裂强度和延展性很差，应用严重受阻。

针对上述问题，该团队首次利用高活性反应型生物基增容剂如环氧大豆油（ESO）、环氧腰果酚壳油、衣康酸环氧树脂、柠檬酸环氧树脂等对复合材料进行了改性，制备出高性能且满足应用要求的全生物基可降解环保型聚乳酸复合材料。同时，他们还对高活性反应型生物基增容剂如何改善亲水生物质刚性粒子与疏水聚乳酸基体的界面相容性进行了详细机理研究和分析，最终制备出符合应用需求的各种注塑、吸塑一次性可降解产品。预计在不久的将来，聚乳酸/生物质复合材料将能够有效缓解“白色污染”的环境问题。