近日，食品科学与工程学院侯汉学教授团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表了题为“Relationship between phase morphologies and mechanical properties of thermoplastic starch/poly(butylene adipate-co-terephthalate) composite films prepared by extrusion blowing”的研究论文。翟晓松博士为该论文的第一作者，侯汉学教授和王文涛副教授为该论文的通讯作者。
塑料由于质轻价廉和性能优异等优点一直是包装行业的关键材料之一，传统石油基塑料由于其难以降解性和回收处理不到位等原因带来了严重的环境问题，近年来可持续性、可工业化和可降解性正在成为一次性塑料制品领域的重要考虑因素。聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）是一种市售的生物降解聚合物，具有类似于低密度聚乙烯（LDPE）的高柔韧性和力学性能，但其较高的市场价格限制了大规模的推广应用。从商业角度来看，将PBAT与低成本的天然高分子聚合物（如热塑性淀粉（TPS））共混是制备生物降解材料的实用途径。然而，疏水性PBAT和亲水性TPS之间经常发生不混溶和相分离，这极大地影响复合材料的力学性能，因此TPS/PBAT共混体系的相组成和界面相互作用引起了科学界的广泛关注。
不混溶共混体系的力学性能除了所用聚合物自身的性质外，还受到相形态的极大影响，这取决于共混比例、组分特性和加工历史。该研究采用挤出吹塑法制备了TPS/PBAT生物降解复合膜，利用多种技术手段识别和鉴定共混体系的相形态和相分布，阐明了复合膜随着TPS/PBAT比例变化而呈现出“TPS连续相-PBAT分散相、TPS-PBAT共连续相、PBAT连续相-TPS分散相”的相形态演变规律，复合膜相形态与力学性能之间存在显著相关性，复合膜的力学性能在相变点附近发生飞跃。
图1. TPS/PBAT复合膜的制备与表征
该研究明确了TPS/PBAT复合膜的相形态演变规律及其与力学性能之间的关系，并提出在PBAT较低含量下诱导和强化其连续相结构的发展可作为改善TPS/PBAT复合膜力学性能的新思路，这对于制备高性价比的生物降解塑料具有重要意义，同时为双相共混体系的结构设计和性能研究提供参考。
该研究得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、中国博士后科学基金、山东省高校青年创新人才引进与教育项目、山东省农业应用技术重大创新计划、山东省重点技术研发计划的资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.10.221
编 辑：万 千
审 核：贾 波
