Page 102 - 《橡塑技术与装备》2024年2期
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橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT
弥补其部分性能上的不足，应用时常常需要和其它材 较高，分子链中长支链较少，力学性能较差，加工成
料进行共混改性。对于 PPC 改性研究中，很多学者主 型困难，降解速率慢，应用范围在很大程度上受到限
要的目标和工作内容是围绕提高材料的热分解温度以 制。因此，为提高其应用性能，许多科研工作者围绕
打破其固有的应用限制。在国内外的各项研究工作中 PBS 的改性研究展开了大量的研究工作 [20] 。在其改
发现，其中使用熔融共混、控制交联和封端等方法是 性研究的工作中，通常使用无机和有机助剂以及其它
改善 PPC 材料热稳定性的有效途径 [13] ；例如 ：由于 聚合物来填充共混改性以提升其性能。如采用滑石粉
PPC 的韧性好，将其与 PLA 共混可对其进行增韧，并 （Talc）与 PBS 熔融共混可改善材料的力学性能和加
可提高整体材料的生物降解速度，可达到性能优势互 工性能 [19] ；将 PBS 与天然可降解高分子材料淀粉共混，
补 [18] ；将 PPC 与物美价廉的淀粉、纤维素等天然降 其复合材料的结晶性能有很大提升 ；将 PBS / 二醋酸
解聚合物进行共混制备的复合食品包装材料，性能更 纤维素酯（PBS /CDA）共混所制备的薄膜，其力学
加优异，稳定性更好，十分符合食品行业的要求，例 性能明显提高 [1] ；将粘胶基碳纤维与 PBS 熔融共混，
如； PLA /PPC /PHB /PCL 复合的食品包装薄膜，以 其材料整体的加工性、降解性和热稳定性的各个方面
及 PPC /PVA /PPC 可包装冷鲜肉的复合薄膜 [1] 。 都显著提高 [20] 。
2.3 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）
聚丁二酸丁二醇酯（poly butylene succinate，简 3 可降解食品包装高分子材料存在的问
称 PBS，图 3），其为白色半结晶型热塑性聚合物，结 题
晶度约 40%~60% [19] ，在氯仿中易于溶解，在四氢呋 在食品包装领域，可降解高分子材料虽然有着独
喃中微溶，且几乎不溶于水、甲醇和乙醇。聚丁二酸 一无二的特点与优势，但在生产和应用过程中依然存
丁二醇酯的耐热性和耐化学性能突出、熔体加工性能 在一些需要引起重视的问题。首先，可降解高分子材
良好、机械性能优异，化学物理稳定性较高，并且其 料的生产成本比聚乙烯、聚丙烯等常见普通高分子材
在一定条件下可降解，也是一种新型可降解的环境友 料高，如何控制成本，促使食品包装生产商在同等利
好型食品包装高分子材料 [20] 。 润的情况下选取可降解高分子材料为原料是一大难题
[5]
。再者，可降解高分子材料的现有的各项性能除环
保可降解外，与普通高分子材料相比没有明显的竞争
优势。此外，可降解高分子材料其分解的时效性是一
个难以解决的问题，在食品包装袋在丢弃成为塑料垃
圾后，在自然条件下是否可以迅速分解，对于材料的
图 3 聚丁二酸丁二醇酯化学结构式
降解速率是否可控，依然不是很清楚，这是今后相关
1990 年以后，PBS 在材料研究领域被迅速推广应 材料重点研究和发展的方向 [12] 。
用，尤其是被大量应用于可降解食品包装高分子材料，
例如冷热饮包装盒、食品袋、饮品瓶等等。PBS 是一 4 结论与展望
种典型的脂肪族聚酯，其合成方法主要有生物发酵法 本文对可降解食品包装高分子材料进行了总结分
和化学合成法两种。由于化学合成法其生产成本较为 类，并概述了聚乳酸、聚碳酸亚丙酯以及聚丁二酸丁
低廉，所以目前各个国家工业上 PBS 的生产主要是使 二醇酯这三种材料的性能及特点。新型可降解高分子
用化学合成法来进行。化学合成法则包括扩链法、酯 材料的开发能够很好地满足目前食品包装领域中对于
交换法和直接酯化法，其中直接酯化缩聚法又可细分 材料的健康、安全以及环保等诸多方面的要求，而且
为溶液缩聚法、熔融缩聚法和熔融溶液协同法 3 种 [21] 。 节约能源，不会造成环境污染，十分符合新时代可持
与其它可降解食品包装高分子材料相比，PBS 价格便 续发展的绿色理念。科研工作者在其后续的开发应用
宜、加工方便、综合性能优异，并且其原料可通过石油、 中，在保证食品包装材料性能要求的前提下，需进一
生物可再生资源多种渠道得到。 步对可降解高分子材料改性展开系统的研究，不断优
尽管 PBS 的优点众多，但是在生产应用中 PBS 化合成案，尝试不同材料的共混改性，争取使其控制
材料本身也存在一些不足之处，其纯 PBS 结晶度数值 成本的同时伴有优良的性能。
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