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  生物降解聚合物是指一類由自然界存在的微生物如細菌、霉菌（真菌）和藻類的作用而引起降解的聚合物，具有優良的生物降解性和生物相容性，在緩解環境污染方面的作用日益凸顯，已引起各國政府和研究人員的廣泛關注。其中，生物降解聚合物發泡材料具有不同層級的多孔結構以及良好的隔熱、隔音、緩沖等性能，在抗菌包裝、人體組織工程等領域得到越來越廣泛的應用。然而，生物降解聚合物普遍存在相對分子質量小、支化度低、熔體強度差等缺陷，在發泡過程中容易產生泡孔破裂、泡孔塌陷等問題，可發性較差。近年來，北京工商大學聚合物發泡材料研究團隊運用兩相共混、納米復合、擴鏈接枝等技術策略對聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚己二酸-對苯二甲酸丁二醇酯等聚合物進行改性，在生物降解聚合物發泡成型方法、泡孔結構調控、泡沫性能優化等方面取得了一系列研究成果（Carbohydrate Polymers, 2020: 116708; International Journal of Biological Macromolecules, 2020: 1175-1186; Journal of Materials Science (2019) 54: 3863-3877; Polymer Degradation and Stability (2019) 167: 228-240; Polymer Degradation and Stability (2018) 157: 143-152; European Polymer Journal (2019) 116: 291-301）。

成果簡介1

  采用超臨界CO₂發泡法制備了支化聚丁二酸丁二醇酯（BPBS）/纖維素納米晶（CNCs）納米復合材料泡沫。由于支化結構的形成和生物質填料的加入，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）復合材料的初始結晶溫度提高了11.8 ℃，儲能模量提高了2個數量級。BPBS/CNCs泡沫材料的發泡倍率可達37.1倍，導熱系數達到0.021 w/(m k)^-1。這項研究為開發節能環保的高絕熱聚合物泡沫材料提供了一個可行的發展策略。

圖1. 不同PBS樣品的發泡過程機理圖。

  該成果以題為“Fabrication of branching poly (butylene succinate)/cellulose nanocrystal foams with exceptional thermal insulation”發表在國際期刊Carbohydrate Polymers（IF=7.18）上。北京工商大學發泡材料研究團隊碩士研究生殷德賢為本文第一作者，周洪福副教授為本文通訊作者。

  原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0144861720308821

成果簡介2

  采用超臨界CO₂發泡法制備了超高發泡倍率聚乳酸（PLA）/碳納米管（CNTs）納米復合材料泡沫。流變性能測試顯示，PLA/CNTs納米復合材料的儲能模量比純PLA高了3個數量級。PLA/CNTs納米復合材料泡沫的發泡倍率最高可達49.6倍，這為開發其它超高發泡倍率的熱塑性聚酯泡沫材料提供了新的思路。

圖2. 不同PLA樣品的發泡過程機理圖。

  該成果以題為“Fabrication of biodegradable poly (lactic acid)/carbon nanotube nanocomposite foams: significant improvement on rheological property and foamability”發表在國際期刊International Journal of Biological Macromolecules（IF=5.16）上。北京工商大學發泡材料研究團隊碩士研究生李楊為本文第一作者，周洪福副教授為本文通訊作者。

  原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0141813020338472

  相關研究工作得到了國家自然科學基金、北京市自然科學基金、北京市屬高校青年拔尖人才培育計劃、北京工商大學校級優青培育計劃等項目的大力支持。