PLA/PBAT复合薄膜的制备及其阻隔性能研究

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在现代社会中,高性能聚合物阻隔材料由于其重量轻、成本低、易于加工而被广泛应用。用于保护不同基材和储存食物、饮料或药物等的阻隔膜容易受到小分子渗透物质(例如氧气、水蒸气和有机化合物)的限制。聚己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸(PBAT)在食品包装和农业等方面具有优良的柔软性和延展性。然而,PBAT与传统的薄膜相比(如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等),水蒸气阻隔性能较差限制了其在农业等方面的应用。因此,提高PBAT的阻水性能成为一项艰巨任务。
  目前,利用聚合物之间共混是提高复合材料阻隔性能的方法之一。聚乳酸(PLA)被认为是一种生物基可降解材料,可以良好的代替石油基聚合物。但是,较差的韧性、耐热性能等缺点制约了其应用。并且PLA与PBAT不相容,使共混物界面相互作用变差,这进一步加速了水汽在其中的渗透。因此,提高水汽阻隔性能成为PLA/PBAT共混薄膜推广应用的关键问题。然而,制备的复合薄膜由于包裹不均匀等问题,水汽阻隔性能难以达到最优。因此,通过疏水涂层的包裹(GN-704防水防腐纳米复合陶瓷涂层)对PLA/PBAT复合材料进行表面疏水改性,得到H-mPLA/PBAT复合薄膜。
  在本次研究中,通过溶液共混和粉末共混法制备两种不同比例共混膜,标记为G-PLA/PBAT与B-PLA/PBAT,分别对两种复合薄膜的水蒸气阻隔性能进行测试研究。结果表明,PLA含量的增加至50%时,采用粉末共混制备的复合薄膜的热稳定性能增加。另外,与纯PBAT薄膜相比,复合薄膜的水蒸气渗透系数随着PLA含量的增加而降低了72.6%。经过疏水改性后的薄膜拥有更好的阻水性能,水蒸气渗透系数从1.01×10-12降低至0.68×10-12g·cm·cm-2s-1Pa-1,能更好的应用于农业包装领域。
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