中国粉体网讯 “禁塑令”出台以来，可降解塑料俨然成为塑料行业的环保新风尚。据了解，我国可降解塑料产业链大多分布在广东、山东、江苏等地，PLA、PBAT是目前产能产量较为稳定的可降解材料，也是未来主要的发展方向。
几种可降解塑料综合性能对比
另一方面，PLA拉伸强度和杨氏模量较高，但延伸率最低、韧性差。PBAT与一般塑料相比，存在结晶性较差、熔体强度较低、价格较高等问题，限制了其在纤维和膜材料等其他领域应用。对此，很多学者研究将碳酸钙、滑石粉、蒙脱土等无机材料应用于降解塑料，以改善产品的加工性能、降低生产成本，并拓宽其适用范围和领域。
碳酸钙
CaCO3是塑料工业中用量最大的无机填料之一。纳米CaCO3粒子具有尺寸小，比表面面积大，表面原子处于高度活化状态的特点，与聚合物有很强的界面相互作用，可对聚合物进行增韧增强，使塑料为基体的塑料/纳米复合材料具有无机，有机和纳米材料的综合优点被广泛应用于塑料填充改性中。
肖运鹤经过研究测试发现从碳酸钙的含量为0%开始到碳酸钙含量为50%，碳酸钙与PBAT的共混塑料的拉伸性能出现了先是增加后来下降的现象，而加入偶联剂KH560和增容剂ADR时，明显提高了碳酸钙含量在50%的PBAT与碳酸钙的共混塑料的拉伸性能，并且在偶联剂使用含量在2%，增溶剂含量在1%时，其共混塑料的拉伸性能达到峰值。
杨冰研究发现同样是以PBAT为基体材料，填料为碳酸钙含量50%时的共混制作出的复合材料，使用双层包覆技术制作出来的可完全生物降解的复合材科力学性能良好。使用双层包覆法加入0.5%KH560和0.5%钛酸酯102对碳酸钙进行表面改性。制备出的复合材料拉伸强度有所增加，相对于助剂不变的情况下对碳酸钙单层包覆法进行表面改性，制备出的复合材料的拉伸强度有不小的提升。
冯潮等通过双螺杆挤出机将碳酸钙母粒与PBAT熔融共混制成均相材料。结果表明：随着碳酸钙含量的增加，PBAT的断裂伸长率、拉伸强度整体呈下降趋势，当碳酸钙母粒含量为40%时，PBAT断裂伸长率降低了59.68%，拉伸强度降低了56.19%；冲击强度随碳酸钙含量的增加呈现上升趋势，当碳酸钙母粒含量40%时，PBAT冲击强度升高了46.52%；碳酸钙含量的增加对PBAT的维卡软化温度影响不大；PBAT的密度随着碳酸钙含量的增加而增大，当碳酸钙母粒含量为40%时，密度为1.44g/cm3，升高了19%。
刘逸涵等将碳酸钙改性得到铝酸酯碳酸钙（Al-CaCO3），并研究其对PLA降解性能的影响。结果表明：Al-CaCO3可极大地提高PLA的降解性能。纯PLA在8d内仅降解约20%，而Al-CaCO3添加量在30%以上时，可在3d内使PLA完全降解，有利于材料的应用和家庭与工业堆肥。
滑石粉
滑石粉具有熔点高、分散性较好等优越性能，且其价格低廉。滑石粉添加到生物可降解塑料中可增加材料的刚性、热变形温度、尺寸稳定性、表面硬度等；同时，超细滑石粉还可作为聚乳酸（PLA）的无机成核剂，添加适量超细滑石粉，可提高聚乳酸的结晶度和结晶速率，大大提高其力学性能。将其用于PBS的填充，可以有效地改善PBS的热稳定性以及力学性能，并且可以有效地降低生产成本。
赵研在其研究中，首先使用偶联剂对滑石粉进行预处理，然后将PBS与滑石粉进行共混，最终形成PBS/滑石粉复合材料。其研究结果表明：PBS基体与滑石粉的相界面十分模糊，这一点说明该实验得到了混合程度好的复合材料；并且和纯PBS比较，最终得到的PBS/滑石粉复合材料的热稳定性和拉伸轻度都得到了一定程度地提高。说明滑石粉对材料改性确实能起到增强作用。
蒙脱土
蒙脱土作为一种来源丰富、价格便宜、具有一定膨胀性能和极大表面积的层状硅酸盐，层状结构赋予了蒙脱土一定的功能性，使制备的复合材料的力学性能、热性能和阻隔性能有很大提升。
Fukushima等将PBAT分别与5%（w）和10％（w）的黏土纳米颗粒（包括改性前后的蒙脱土、改性前后的氟锂蒙脱石和未改性的海泡石）熔融共混来制备PBAT基纳米复合材料。结果表明，黏土在PBAT中分布和分散都很好，与PBAT基体呈现很高的化学亲和力；并可以改善PBAT的力学性能和热稳定性。
B.W.Chieng等制备插层和剥离型PBS／PBAT／有机化蒙脱土（OMMT）纳米复合材料。发现OMMT的增强作用改善了纳米复合材料的相容性、力学性能及热稳定性。S.Livi等利用不同离子液体处理MMT得到MMT–201和MMT–1，用于填充PBAT制备纳米复合材料。研究发现，复合材料的拉伸弹性模量最高可提高25%，同时对水和CO2的阻隔性能降低。
小结
可降解塑料国内起步晚、增速快、行业空间大。业内人士预测，在“十四五”期间，我国的可降解塑料市场将以11.3%的年复合增速增长，到2025年实现500亿元以上的营收规模。未来，加强新品种的研发，更深入研究无机材料的应用，开发低成本、高性能的可生物降解聚合物及其复合材料是一种理想且可持续的策略。
参考资料：
冯潮等.碳酸钙含量对PBAT物理性能的影响
张宗飞等.可降解塑料的发展现状及趋势
陈科等.国内外新型可降解塑料研究进展
陕洁等.可生物降解塑料的合成及其改性
晏永祥等.可生物降解塑料PBAT共混改性研究进展
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