湖南工业大学

包装与材料工程学院

湖南 株洲 412007

1 研究背景

聚合物包装废弃物引起的环境问题越来越受到人们的重视，研究人员正在寻找某些石油基聚合物的替代品[1-2]。在对生态环境和人类健康无害、能重复使用和再生、符合可持续发展的包装观念[3]的指导下，可生物降解的聚合物聚乳酸（poly(lactic acid)，PLA）逐渐进入大众视野并被大量研究和报导。聚乳酸是以微生物发酵产物L-乳酸为单体、用化学合成方法聚合而成的一种热塑性脂肪族树脂[4-5]。聚乳酸具备较高的拉伸强度，但因其韧性差，限制了聚乳酸的广泛应用。为解决聚乳酸韧性差的缺点，研究人员将弹性体、己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物（poly (butyleneadipate-co-terephthalate)，PBAT）、聚丁二酸丁二醇酯（poly (butylene succinate)，PBS）等与聚乳酸共混[6-9]，这一定程度改善了聚乳酸韧性，但是却降低了其综合力学性能[10-17]。研究人员对聚乳酸生物基复合材料展开了大量研究。Liu J.S.等[18]以过氧化苯甲酰为引发剂，将甲基丙烯酸缩水甘油酯（glycidyl methacrylate，GMA）接枝到聚乳酸（PLA-g-GMA）中充当相容剂，制备聚乳酸/淀粉共混物。研究结果表明：添加PLA-g-GMA共聚物的聚乳酸/淀粉共混物的拉伸强度最高为（29.3±5.8）MPa，断裂伸长率最高为(3.4±0.6)%，力学强度较不添加相容剂（PLA-g-GMA）的聚乳酸/淀粉共混物有提升，但较纯聚乳酸，其拉伸强度有下降，断裂伸长率提升不明显。Zhao H.B.等[19]以纳米黏土作为结晶成核剂加入聚乳酸和羟基乙酸-羟基戊酸共 聚 酯（poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate)，PHBV）中制备聚乳酸/聚羟基丁酸酯/黏土纳米复合材料，研究结果表明纳米黏土可以显著提高复合材料中PHBV的结晶度，增加熔体黏度，有助于改善微孔注塑成型材料的发泡结构，但材料的力学强度基本不变。……