山东农业大学解加卓:PBAT酸值太高,如何改性?
- 2026-04-04 07:30:25
2026生物基与降解大会将设生物基单体与聚合物、非粮生物基等论坛，已邀请陈勇院士、张立群院士、中生协申长江理事长、清华大学郭宝华教授、北京化工大学潘凯教授、山东农业大学解加卓副教授、金发科技李建军首席科学家、天工所张以恒教授、浙江大学李正龙教授、金纳多生物祝福董事长、汉禾桑涛董事长等出席。欢迎您报名参加。
1. 研究背景与目的
问题：PBAT作为一种主流生物降解塑料，其生产过程中易产生酸值过高（本文样品36.16 mol/t）的废料。高酸值会导致制品力学强度低、阻隔性差、降解过快等问题。
方法：采用聚合型碳化二亚胺作为封端剂，与PBAT末端的羧基反应，以降低其酸值。
目标：探究PCDI的最佳用量，并系统研究改性对PBAT加工性能、薄膜综合性能及耐紫外老化性能的影响。
解加卓，山东农业大学副教授
2. 实验方法概要
原料：固定PBAT与PLA的配比，通过改变PCDI的添加量（0%, 0.2%, 0.4%, 0.6%, 0.8%, 1.0%）制备了六种复合材料（编号P30-0至P30-1），并吹塑成薄膜。
主要测试：涵盖了从材料到薄膜的多维度表征，包括酸值、分子量、流变性能、熔体流动速率、化学结构、结晶结构、力学性能、阻隔性能、光学性能、热性能等。
老化实验：对薄膜进行了为期10天的紫外加速老化实验，并测试了老化前后上述性能的变化。
3. 主要研究发现
PCDI的有效性：PCDI成功与PBAT的端羧基反应，生成了稳定的酰基脲结构，显著降低了材料酸值，并提高了分子量。
PCDI用量的影响规律：
加工性能：随着PCDI含量增加，复合材料的熔体黏度增大，熔体流动速率大幅下降，加工流动性变差。
薄膜性能：PCDI的加入显著提升了薄膜的拉伸强度、断裂伸长率（韧性）和水蒸气阻隔性，但降低了透光率、增加了雾度。它没有改变PBAT的晶体结构，但提高了结晶度。
热性能：PCDI的加入对薄膜初始热分解温度影响不大，但提高了玻璃化转变温度，降低了熔融温度和结晶温度。
耐老化性能的关键结论：
紫外老化会导致所有薄膜分子量下降、发生交联、力学性能劣化、水蒸气阻隔性下降（P30-1除外）。
PCDI显著提升了耐老化性能，且存在一个最佳用量。当PCDI含量达到0.8%以上时，改善效果显著。
综合性能最优的配方是添加1% PCDI（P30-1）。该薄膜在老化10天后，依然保持了最高的分子量、最低的交联度、优异的拉伸强度和最低的水蒸气透过量，热稳定性也下降最小。
4. 研究结论
对于酸值为30 mol/t左右的PBAT，PCDI的最佳用量为1%。在此用量下：
酸值从36.16 mol/t大幅降至7.71 mol/t。
薄膜的横向和纵向拉伸强度、断裂伸长率、水蒸气阻隔性均得到极大提升。
薄膜表现出最佳的耐紫外老化性能，在力学性能、保水性和热稳定性方面均优于其他配方。
综上，该研究通过系统实验，明确了PCDI对高酸值PBAT的改性效果与机制，并确定了提升其综合性能与耐老化性的最佳添加剂用量，为高酸值PBAT废料的资源化利用和高性能降解薄膜的开发提供了重要的理论依据和数据支持。
http://html.journal.founderss.cn/KXYS/22891/322352/
联合总冠名：金发科技（改性塑料龙头）、金纳多生物（PFM生物塑料）
分论坛冠名：中科国生（呋喃生物基材料）、沃尔特（塑料干燥机）、汉禾（生物塑料、新型电池负极材料、生物基环氧树脂）、东景中科（生物降解材料与制品）
主办单位：找塑网（生物塑料研究院）
会议地点：苏州
日期 | 论坛设置 |
3月19日上午 | 开幕式 |
大会报告 | |
3月19日下午 | 分论坛1：生物基单体与聚合物 |
分论坛2：生物降解原料与改性 | |
3月20日上午 | 分论坛3：非粮生物基材料 |
分论坛4：生物降解制品与应用 | |
3月20日下午 | 分论坛5：生物质能源 |
分论坛6：塑料循环利用 |
 | 金发科技股份有限公司——全球知名的生物塑料企业 |
 | |
 | 中科国生杭州科技有限公司——HMF-FDCA-PEF全产业链 |
 | 张家港市沃尔特精密机械有限公司——除湿干燥机、塑料干燥机、结晶机 |
 | 上海汉禾生物新材料科技有限公司——生物塑料、新型电池负极材料、生物基环氧树脂 |
 | 内蒙古东景中科新材料有限公司——生物降解材料与制品 |
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