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聚乳酸材料制备及性能研究在人工合成可降解高分子材料中，聚乳酸是近年来最受研究者们关注的一种。
它是一种生物可降解的热塑性脂肪族聚酯，是一种无毒、无刺激性，具有良好生物相容性、强度高、可塑性加工成型的生物降解高分子材料。
合成聚乳酸的原料可以通过发酵玉米等粮食作物获得，因此它的合成是一个低能耗的过程。
废弃的聚乳酸可以自行降解成二氧化碳和水，而且降解产物经光合作用后可再形成淀粉等物质，可以再次成为合成聚乳酸的原料，从而实现碳循环[3]。
因此，聚乳酸是一种完全具备可持续发展特性的高分子材料，在生物可降解高分子材料中占有重要地位。
迄今为止，学者们对聚乳酸的合成、性质、改性等方面进行了深入的研究。
2.1聚乳酸的合成聚乳酸以微生物发酵产物-乳酸为单体进行化学合成的，由于乳酸是手性分子，所以有两种立体结构。
聚乳酸的合成方法有两种；一种是通过乳酸直接缩合；另一种是先将乳酸单体脱水环化合成丙交酯，然后丙交酯开环聚合得到聚乳酸[4]。
2.1.1直接缩合[4]直接合成法采用高效脱水剂和催化剂使乳酸低聚物分子间脱水缩合成聚乳酸，是直接合成过程，但是缩聚反应是可逆反应，很难保证反应正向进行，因此不易得到高分子量的聚乳酸。
但是工艺简单，与开环聚合物相比具有成本优势。
因此目前仍然有大量围绕直接合成法生产工艺的研究工作，而研究重点集中在高效催化剂的开发和催化工艺的优化上。
目前通过直接聚合法已经可以制备具有较高分子量的聚乳酸，但与开环聚合相比，得到的聚乳酸分子量仍然偏低，而且分子量和分子量分布控制较难。
2.1.2丙交酯开环缩合[4]丙交酯的开环聚合是迄今为止研究较多的一种聚乳酸合成方法。
这种聚合方法很容易实现，并且制得的聚乳酸分子量很大。
根据其所用的催化剂不同，有阳离子开环聚合、阴离子开环聚合和配位聚合三种形式。
（1）阳离子开环聚合只有在少数极强或是碳鎓离子供体时才能够引发，并且阳离子开环聚合多为本体聚合体系，反应温度高，引发剂用量大，因此这种聚合方法吸引力不高；（2）阴离子开环聚合的引发剂主要为碱金属化合物。
2021.33(1) MODERN PLASTICS PROCESSING AND APPLICATIONS20212观代更护Ailfl些物 世r 降解型料物理改研究进展孙浩程I 崔玉磊2王宜迪I 回军I（1.中国石油化丄股份有限公司大连石油化工研究院.辽宁大连116000；2.中国石油化丄股份有限公司胜利油出分公司胜利采油厂•山东东营257000）摘要：综述了可降解塑料的概念、发展及分类，重点介绍了近年來国内外具冇代表性的聚乳酸、聚用基脂肪酸酯两种生物 基可降解塑料物理改性的研究进展，针对改性中存在降解机理不明确、忽略新材料的全生命周期仔理等问题进行了分析•并 对其未来的应用作出了展望。
关键词：生物基可隆解塑料聚乳酸聚轻基脂肪酸酯物理改性DOI ：10. 19690/j.issnl004-3055. 20200166Research Progress on Physical Modification ofBio-Based Degradable PlasticsSun Haocheng 1 Cui Yulei' Wang Yidi 1 Hui Jur?(1.Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemicals ,SINOPEC »Dalian , Liaoning , 116000 ； 2,Shengli Oil Production Plant ,Shengli Oilfield ♦SINOPEC ,Dongying ,Shandong , 257000)Abstract : The concept , development and classification of degradable plastics werereviewed. The research progress of the physical modification of two kinds of bio-based biodegradable plastics at home and abroad in recent year including polylactic acid andpolyhydroxyalkanoate was mainly introduced. The problems existing in the modification , such as the unclear degradation mechanism and the neglect of the whole life cyclemanagement of new materials, were analyzed , and their future development andapplication were prospected.Key words : bio-based degradable plastics ； polylactic acid ； polyhydroxyalkanoate ； physical modification近年来，人们对塑料污染的关注日益增加，对 环境危害的认识逐渐加深。
聚乳酸是由生物发酵生产的乳酸经人工化学合成而得的聚合物，但仍保持着良好的生物相容性和生物可降解性，具有与聚酯相似的防渗透性，同时具有与聚苯乙烯相似的光泽度、清晰度和加工性，并提供了比聚烯烃更低温度的可热合性，可采用熔融加工技术，包括纺纱技术进行加工。
因此聚乳酸可以被加工成各种包装用材料，农业、建筑业用的塑料型材、薄膜，以及化工、纺织业用的无纺布、聚酯纤维、医用材料等等。
适合的加工方式有：真空成型、射出成型、吹瓶、透明膜、贴合膜、保鲜膜、纸淋膜，融溶纺丝等。
聚乳酸（PLA）的原料主要为玉米等天然原料，降低了对石油资源的依赖，同时也间接降低了原油炼油等过程中所排放的氮氧化物及硫氧化物等污染气体的排放。
为了摆脱对日趋枯竭的石油资源的依赖，大力开发环境友好的可生物降解的聚合物，替代石油基塑料产品，已成为当前研究开发的热点。
根据我国可持续发展战略，以再生资源为原料，采用生物技术生产可生物降解的聚乳酸（PLA）市场潜力巨大。
将粮食产品深加工，生产高附加值的产品是实现跨越式经济发展的重大举措。
国内聚乳酸市场分析：我国是一个生产塑料树脂材料及消费大国，年生产各类塑料制品近1900多万吨。
大力开发生产对环境友好的EDP塑料制品，势在必行，这有益于减少石油基塑料制品所带来的环境污染和对不可再生石油资源的依赖及消耗。
目前，国内有多家企事业单位从事“聚乳酸〔PLA〕”聚酯材料的研究及应用工作，国家和省及部委也将PLA开发项目列入“九五”、“十五”、“863”、“973”、《火炬计划》、《星火计划》、“十一五”和《国家中长期科学科技发展规划》重点科研攻关项目。
但是，目前国内PLA产业化步伐缓慢，产品经过多年的研发仅有浙江海正集团和上海同杰良生物技术有限公司等较有实力的企事业单位较有成效，江阴杲信也开发了粒子，纤维和无纺布等产品，PLA聚酯材料主要依赖国外进口，由于PLA 原料进口价格比较昂贵，这也限制了PLA高分子材料在我国的应用和发展。
工 程 塑 料 应 用ENGINEERING PLASTICS APPLICATION第49卷，第5期2021年5月V ol.49，No.5May 2021158doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2021.05.030可生物降解塑料PBAT 共混改性研究进展晏永祥，贺哲，张跃飞，李焰，申雄军(长沙理工大学化学与食品工程学院，长沙 410114)摘要：可生物降解塑料聚己二酸对苯二甲酸丁二酯（PBAT ）的改性是降低其成本、提高性能的重要方法。
主要综述了近十几年来国内外PBAT 的共混改性研究进展，主要包括聚乳酸、聚碳酸亚丙酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基丁酸戊酯、聚乙醇酸、聚乙烯醇缩丁醛等可降解高分子与PBAT 共混改性，玉米淀粉、纤维素和木质素等有机填料与PBAT 共混改性，以及碳酸钙、蒙脱土等无机填料与PBAT 共混改性，并对其发展作出总结与展望，旨在为开发新型高效的PBAT 复合材料提供指导意义。
关键词：聚己二酸对苯二甲酸丁二酯；可降解高分子聚合物；填料；共混改性中图分类号：TQ321 文献标识码：A 文章编号：1001-3539(2021)05-0158-04Progress of Blending Modification of Biodegradable Plastic PBATYan Yongxiang ， He Zhe ， Zhang Yuefei ， Li Yan ， Shen Xiongjun(School of Chemistry and Food Engineering ， Changsha University of Science and Technology ， Changsha 410114， China)Abstract ：Modi fication of poly(butylene adipate terephthalate) (PBAT) is an important method for lowering the production cost and improving properties. The research progress of blending modi fication of PBAT in the past ten years, mainly including blend-ing with biodegradable polymers such as polylactic acid, poly(propylene carbonate), polybutylene succinate , polyhydroxybutyrate valerate, polyglycolic acid and polyvinyl butyral were mainly summarized, blending with organic fillers such as corn starch, cellulose and lignin, and blending with inorganic fillers such as calcium carbonate and montmorillonite were summarized. The prospects its development were also summarized . The objective is to provide guidance for the development of new and ef ficient PBAT composite materials.Keywords ：poly(butylene adipate terephthalate)；degradable high molecular polymer ；filler ；blending modi fication 近几年，由于市场对塑料的需求量飞速上升，而以石油原料合成的塑料无法自然降解，随处可见的白色塑料导致环境污染日益严重。
预压坯料，以为之后的使用提供保障。
将预压坯料放到模压机模具内，在高温、高压的环境下压制成一毫米后的板。
继而，将包含物质的高温模具以最快的速度转移到冷压机当中，在较低的环境下快速冷却并定型，开模后得到片材。
将片材制作成所需式样之后，在放置一段时间确保其性能稳定之后，对其各项性能、型号标准等进行反复检测。
2 PLA增强改性PBS共混物的性能2.1 PBS/PLA 共混物的熔体流动速率为研究PLA 含量对PBS 与PLA 共混物熔体流动性能的影响，利用熔体流动速率测定装置来检测出较为准确的共混物的熔体流动速率。
根据检测所得到的数据来看，PLA 的含量和PBS 、PLA 共混物的熔体流动速率整体上呈现出反比关系。
这主要是因为PLA 熔体具备比较强的黏度，其熔体流动速率相对而言比较慢，从而会在一定程度上导致共混物的熔体黏度提高，进而减缓其熔体流动速率。
针对于具有高熔体流动性的纯度较高的PBS 树脂来看，PBS/PLA 共混物的熔体流动性极大地减少，对于提高PBS 共混物质的熔体强度具有非常积极的作用以及意义，有助于改善其在成型、应用之后的性能稳定。
2.2 PBS/PLA 共混物的微观形貌众所周知，聚合物共混物中分散相的形貌会对它实际的力学性能产生非常深远的影响。
通过借助相应的具备高分辨率摄像、拍照功能的设备来对共混物试样的淬断面进行观察和拍照，可以显著发现，两种物质含量占比的不同，都会导致PBS/PLA 共混物微观结构呈现典型的“海岛”状结构，分散相PLA 以颗粒状形态分散于基体 PBS 中。
而随着 PLA 含量在一定范围内增长的过程之中，PLA 分散相颗粒的直径大小与之呈现出正比关系，由此观之，PBS 基体与 PLA 分散相在一定的范围之内，具备一定程度上的相容性，可以确保 PLA 分散相以比较小的直径大小等均匀地分布在 PBS 基体中。
然而，当超出这个范围之后，PLA 分散相就极其容易发生一些不理想的相合并现象，从而导致一些 PLA 颗粒直径大小会极大地增加，进而会导致PBS/PLA 共混物拉伸性能的受到一定程度上的不利影响。
聚乙二醇—可生物降解柔性聚酯多嵌段共聚物对聚乳酸及其共混物的改性可生物降解材料聚乳酸（PLA）以植物淀粉为原料,具有良好的生物相容性、优异的力学强度、透明性以及加工性,但是聚乳酸脆性大,韧性差,因而应用范围受到限制。
为了提高聚乳酸的延展性和冲击韧性,在保持聚乳酸材料的绿色环保性能的基础上,常将聚乳酸与增塑剂或者可生物降解柔性聚酯进行熔融共混改性。
聚乙二醇（PEG）为常用的增塑剂。
针对增塑改性聚乳酸强度低、低分子量聚乙二醇易迁移、高分子量聚乙二醇会缓慢结晶,导致与聚乳酸发生相分离、PLA 与可生物降解柔性聚酯相容性差等问题,本文设计合成由与PLA相容的PEG和与PLA不相容的柔性聚酯组成的多嵌段共聚物,用作PLA的增塑增韧改性剂,期望一方面利用聚乙二醇链段的增塑作用提高PLA的延展性,另一方面利用聚乙二醇与PLA的相容性,增加柔性聚酯链段与PLA之间的相容性,从而有效提高材料的冲击强度,并使PLA共混物保持足够高的强度。
此外,期望上述多嵌段共聚物能用于PLA/PBAT（聚（对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇酯））共混物的增容改性。
针对聚乳酸的增塑与增韧问题,本文以NatureWorks的4032D牌号聚乳酸（PLLA）为改性对象,首先选用完全无定型的聚己二酸-1,2-丙二醇酯（PPA）作为可生物降解柔性聚酯链段,以六亚甲基二异氰酸酯（HDI）作为扩链剂,与PEG6000(E<sub>6k</sub>)进行扩链/偶联,合成PPA 含量分别为30 wt%、50 wt%和80 wt%的E<sub>6k</sub>P30、E<sub>6k</sub>P50以及E<sub>6k</sub>P80,分别用于共混改性PLLA。
DSC结果表明,PEG6000扩链后结晶性显著下降。
而力学性能结果显示,当共混物中聚乙二醇含量较高时,可以获得延展性优越的PLLA/E<sub>6k</sub>P共混物（断裂伸长率250%）,并保持19-25 MPa的强度和1.1-2.0 GPa的模量,并且相对于PEG6000增塑改性的PLLA共混物,具有更好的力学性能稳定性。
