【摘 要】
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塑料薄膜材料与人们的生活息息相关,但传统不可降解塑料却对环境造成了严重污染。而相较于片材等塑料制品,塑料薄膜材料在丢弃后的回收利用成本高、难度大,会对环境造成不可逆的损害。因此,生物可降解薄膜应运而生。作为一种生物基热塑性脂肪族聚酯,聚乳酸（PLA）具有良好的生物相容性、生物可再生性、高强度、高模量、易加工、全生物可降解等特点,作为石油基聚合物的替代物,有着极其重要的应用价值。但PLA也有着脆性、
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塑料薄膜材料与人们的生活息息相关,但传统不可降解塑料却对环境造成了严重污染。而相较于片材等塑料制品,塑料薄膜材料在丢弃后的回收利用成本高、难度大,会对环境造成不可逆的损害。因此,生物可降解薄膜应运而生。作为一种生物基热塑性脂肪族聚酯,聚乳酸（PLA）具有良好的生物相容性、生物可再生性、高强度、高模量、易加工、全生物可降解等特点,作为石油基聚合物的替代物,有着极其重要的应用价值。但PLA也有着脆性、熔体强度低、加工过程中易分解的缺点,导致PLA本身并不适合用于薄膜加工,必须对PLA进行改性来满足其应用需求。本文的主要思路是通过熔融共混的方式对PLA进行改性,利用高强度的PLA在共混体系中起骨架支撑作用,加入韧性较好的材料起缓冲和吸收能量的作用。通过挑选合适的增容剂用来提升共混体系的相容性,从而构造出强度、韧性兼备的共混材料,制备出性能优异的薄膜制品。本论文主要的创新点与结论如下:（1）制备了可以满足包装应用的PLA、聚（3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯）（P（3HB-co-4HB））、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）三元共混吹塑薄膜。在合适的配比下,薄膜拥有良好的力学性能,可以很好的满足应用需求。P（3HB-co-4HB）和PBAT可以在不明显降低PLA拉伸强度的前提下,有效提高PLA的断裂伸长率,改善PLA的脆性。共混薄膜在横向/纵向（MD/TD）两个方向上表现出不同的力学性能。PLA/P（3HB-co-4HB）/PBAT（55/10/35）三元共混薄膜的拉伸强度可以达到33.0 MPa（MD）和23.5 MPa（TD）,断裂伸长率超过 137%/147%（MD/TD）,撕裂强度超过 113 kN/m/120 kN/m（MD/TD）。共混薄膜有着良好的生物降解能力,PLA/P（3HB-co-4HB）/PBAT（65/0/35）和（60/5/35）的生物酶降解能力甚至可以超过纯PLA。但当P（3HB-co-4HB）含量超过15Wt%后,共混薄膜体系相容性变差,TD方向的力学性能出现明显下降。（2）制备了 PLA、PBAT、聚丙撑碳酸酯（PPC）三元农用地面覆盖薄膜。多数研究都忽视了吹膜加工中加工参数对薄膜力学性能的影响,探究了不同吹胀比对地膜力学性能的影响,通过实验可以发现,提升吹胀比BUR对薄膜TD方向的力学性能有着较好的帮助,可以更好补足薄膜TD方向力学性能较差的缺点。PBAT/PPC/PLA（64/20/16）地膜,拉伸强度高达 43.0 MPa/37.6 MPa（MD/TD）,断裂伸长率可以达到160%/450%（MD/TD）,撕裂强度可达140 kN/m,水蒸气透过率为9.02×10-14 g·cm/（cm2·s·Pa）。研究了光稳定剂对地膜的作用,在添加高效受阻胺类光稳定剂UV-770后,地膜获得了良好的光稳定性,在100小时的紫外线老化实验后,其断裂伸长率仍然可以超过100%。（3）制备了 PLA、聚丁二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBST）共混吹塑薄膜,并使用扩链剂ADR进行原位反应增容,用来提高体系的相容性。共混改性中体系是否相容是一个十分关键的问题,简单地将PBST和PLA进行直接共混可行性不高,未能发挥出PLA高强度、高模量的优点。扩链剂ADR加入后,PBST/PLA/ADR（80/20/0.3）薄膜具有良好的机械性能。拉伸强度为20.1 MPa/17.9 MPa（MD/TD）,断裂伸长率达到 350.4%/487.8%（MD/TD）,撕裂强度可达109.8 kN/m/97.5 kN/m（MD/TD）。同时薄膜也具有良好的阻隔性能,WVP低至3.09×10-14 g·cm/（cm2·s·Pa）。探究了扩链剂ADR的增容机理,嵌段共聚物PBST-g-PLA的形成是提高体系相容性和提高薄膜力学性能的最重要因素,有效增加了界面结合能力和两相相容性。（4）制备了 PBAT/PLA流延薄膜,并通过添加交联剂PAPI进行反应增容作用。在经过PAPI的反应增容后,力学性能最为优异的PBAT/PLA/PAPI（80/20/0.7）薄膜,拉伸强度提高至24.2MPa,断裂伸长率提高至860%,撕裂强度超过110 kN/m,阻隔性能也有着较好的提升,WVP可以达到12.5×10-14 g·cm/（cm2.s·Pa）。GPC、FTIR等实验证明交联剂PAPI能够在体系中发生反应,对于体系有着一定的增容作用。流延膜的结晶度较低,加入PAPI会降低薄膜的结晶能力。
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