天津大学考研，天津大学考研分数线
原料来源于可再生资源的聚乳酸（PLA）是一种具有良好生物相容性、可降解性、高强度和加工性的生物基塑料，可广泛应用于包装、医疗、日用品等领域。近年来，随着“禁塑令”颁布和实施，PLA的产能得以迅速提升，成为目前商业化最为成功的生物基塑料。开发高性能聚乳酸材料，拓展其应用场景，特别是推动聚乳酸制品在一次性包装等领域对石油基塑料制品的有效替代，对于解决塑料污染、缓解能源紧缺，促进绿色可持续发展具有重要社会意义和经济价值。
良好的生物相容性、可降解性和高透明性等优点使得PLA在食品包装等领域显示广阔的应用前景。然而，脆性严重、耐热变形温度低等性能缺陷和成本较高的问题极大地限制了PLA的应用。因此，如何在不损失其高透明性等优点的同时低成本高效地改善PLA材料韧性成为PLA材料研究重要方向和核心挑战之一。通过柔性组分与PLA熔融共混是增韧PLA常用的有效手段。但是，PLA共混增韧体系往往会导致PLA高透明性这一优点的丧失，严重地限制PLA在高附加值包装领域的应用。针对这一问题，中石油石油化工研究院院张坤玉团队与天津大学潘莉教授合作在该领域持续攻关，基于折光指数匹配原理，发展一系列结构与性能可调控的新型生物基离聚物弹性体，结合共混改性策略，开发了集高抗冲、高透明和抗菌性与一体的绿色聚乳酸基材料，相关成果近期发表在International Journal of Biological Macromolecules（https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.08.122）和Polymer（Volume 229, 2021, 123964）等期刊，并申请相关专利。
与弹性体共混后PLA透明性丧失的内在原因是共混体系中相分离两相的折光指数不匹配造成的。前期工作中团队设计合成了聚醚离聚物弹性体，通过调控离聚物的折光指数使之与PLA匹配，可以制备具有高延展性和高透明性的PLA材料。近期，团队针对PLA/离聚物共混材料冲击韧性改善效果不理想的问题，发展了多元共混和离聚物组合调控策略等，成功开发出具有优异韧性、透明性和抗菌性的PLA共混材料，为聚乳酸的高附加值应用拓展带来新的思路。
Fig. 1 PLA/ionomer/PEG Multiphase blend
虽然可以向共混物中引入低分子PEG可以改善共混物的冲击韧性，但也存在小分子向表面迁移的问题。为了解决上面存在的问题，我们近期进一步通过调控离聚物弹性的模量和玻璃化转变温度等性能，结合共混物界面增容、增韧改性与折光指数匹配原则，成功开发出集优异韧性、透明性和抗菌性于一体的PLA基新材料。
Fig. 2 PLA,poly(ionic liquid)-b-polylactide copolymer and bio-based ionomers blends.
论文第一作者是天津大学材料学院博士生陈相见，通讯作者为天津大学材料学院的潘莉教授和中石油石油化工研究院的张坤玉高级专家。相关工作得到国家自然科学基金面上项目 (No. 51573130)的资助。
来源：高分子科学前沿
声明：仅代表作者个人观点，作者水平有限，如有不科学之处，请在下方留言指正！
天津大学考研(天津大学考研分数线)