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　　由于聚乳酸相對(duì)于石油基塑料具有優(yōu)異的生物可降解性，使其能夠在一次性注塑、發(fā)泡和吹膜領(lǐng)域大規(guī)模替代石油基塑料來(lái)解決日益嚴(yán)重的“白色污染”問題，目前已經(jīng)得到全世界的大力推廣。鑒于此，我國(guó)近年來(lái)也在相關(guān)領(lǐng)域頒布了相應(yīng)的法律法規(guī)禁止非降解一次性塑料如PP、PE和PS的使用。針對(duì)聚乳酸存在的耐熱性差、價(jià)格高、韌性差等難題，中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所生物基高分子材料研究團(tuán)隊(duì)對(duì)此作了深入的研究，并取得了系列進(jìn)展。

　　在前期的工作中，該團(tuán)隊(duì)通過合成聚乳酸用生物基結(jié)晶成核劑成功解決了聚乳酸耐熱差的關(guān)鍵問題，從而拓展了聚乳酸在傳統(tǒng)塑料等相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，但這種耐熱改性又會(huì)進(jìn)一步增加聚乳酸的成本，進(jìn)一步限制其在一次性應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用。目前，價(jià)格較高（相對(duì)于傳統(tǒng)石油基通用塑料）是限制聚乳酸廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素。近年來(lái)，為了降低聚乳酸的應(yīng)用成本并保持聚乳酸的生物可降解，利用價(jià)格低廉、來(lái)源廣泛//可生物降解和持續(xù)利用的生物質(zhì)如木質(zhì)素、纖維素、竹粉和淀粉等生物質(zhì)填充復(fù)合聚乳酸已經(jīng)成為環(huán)保塑料中發(fā)展最為迅速的一個(gè)方向。

　　但是，在聚乳酸/生物質(zhì)復(fù)合材料中，由于聚乳酸與纖維素、淀粉或竹粉等生物質(zhì)填料之間親疏水差異明顯，導(dǎo)致聚乳酸/生物質(zhì)復(fù)合材料界面相容性非常差。同時(shí)，一般生物質(zhì)填料均屬于大尺寸剛性顆粒，其在聚乳酸基體中的存在很容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，誘發(fā)裂紋，導(dǎo)致該類復(fù)合材料斷裂強(qiáng)度和延展性非常差，應(yīng)用嚴(yán)重受阻。因此，研究聚乳酸/生物質(zhì)復(fù)合材料中生物質(zhì)填料親疏水的改變對(duì)界面相容性的影響以及降低生物質(zhì)對(duì)聚乳酸基體誘發(fā)裂紋能力的研究將對(duì)這類材料的開發(fā)和應(yīng)用具有重要的意義。

　　針對(duì)該問題，該團(tuán)隊(duì)首次利用高活性反應(yīng)型生物基增容劑如環(huán)氧大豆油（ESO）、環(huán)氧腰果酚殼油（Epicard）、衣康酸環(huán)氧樹脂、檸檬酸環(huán)氧樹脂等對(duì)該類復(fù)合材料進(jìn)行了界面改性研究，制備出了高性能且滿足應(yīng)用要求的全生物基可降解環(huán)保型聚乳酸復(fù)合材料。同時(shí)，對(duì)高活性反應(yīng)型生物基增容劑如何改善親水生物質(zhì)剛性粒子與疏水聚乳酸基體的界面相容性進(jìn)行了詳細(xì)機(jī)理研究和分析（圖1）。

　　圖1 高活性反應(yīng)界面增容劑增容聚乳酸/淀粉復(fù)合材料機(jī)理示意圖 

　　研究發(fā)現(xiàn)高活性反應(yīng)型生物基增容劑改善聚乳酸/生物質(zhì)填料界面相容性的主要原因是其在反應(yīng)擠出加工中富集到生物質(zhì)填料的表面，從而改變了生物質(zhì)填料的親水界面本質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了疏水聚乳酸在親水生物質(zhì)填料界面的浸潤(rùn)，從而提高了該類復(fù)合材料的界面相容性和機(jī)械性能，相關(guān)成果發(fā)表在(Carbohydrate Polymers, 2013, 92: 810–816; Carbohydrate Polymers, 2013, 94: 235–243; Carbohydrate Polymers, 2013, 95: 77–84; Composite Science and Technology, 2014, 94: 16-22; Composites Science and Technology, 2014, 90, 9-15; ACS Industrial and Engineering Chemistry Research, 2014, 53: 10653-10659; Journal ofApplied Polymer Science, 2015, DOI: 10.1002/APP.41220; International Journal of Biological Macromolecules, 2015, in press )及已獲授權(quán)2項(xiàng)中國(guó)專利（CN201210123934.5; CN20121 0062675.X）。最終，通過該方法，我們制備出了符合應(yīng)用需求的各種注塑、吸塑一次性可降解產(chǎn)品（圖2，3），預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)能夠有效緩解“白色污染”的環(huán)境問題。

圖2 高活性反應(yīng)界面增容劑增容聚乳酸/淀粉復(fù)合材料注塑產(chǎn)品

圖3 高活性反應(yīng)界面增容劑增容聚乳酸/淀粉復(fù)合材料吸塑產(chǎn)品