【摘 要】
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塑料薄膜的应用给人类生活和生产提供了前所未有的便捷,但传统非降解塑料薄膜的过度使用造成日益严重的环境问题和社会问题,因此开发性能优异的可生物降解塑料薄膜具有重要的意义。聚（对苯二甲酸丁二醇酯-co-己二酸丁二醇酯）（PBAT）具有良好的力学、热学和加工性能,是最具应用前景的可生物降解聚合物之一。与聚烯烃材料相比,PBAT生产成本较高,且水蒸气和氧气阻隔性能较差,因此在食品包装和农用地膜等领域的广泛
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塑料薄膜的应用给人类生活和生产提供了前所未有的便捷,但传统非降解塑料薄膜的过度使用造成日益严重的环境问题和社会问题,因此开发性能优异的可生物降解塑料薄膜具有重要的意义。聚（对苯二甲酸丁二醇酯-co-己二酸丁二醇酯）（PBAT）具有良好的力学、热学和加工性能,是最具应用前景的可生物降解聚合物之一。与聚烯烃材料相比,PBAT生产成本较高,且水蒸气和氧气阻隔性能较差,因此在食品包装和农用地膜等领域的广泛应用受到限制。本文将增塑和电子束辐照后处理技术相结合,为制备低成本、高性能PBAT基可生物降解薄膜提供了新方法。活性增塑剂在加工过程中发挥增塑作用,改善PBAT的加工性能并提升PBAT基可生物降解薄膜的柔韧性。电子束后处理过程中,活性增塑剂作为交联剂,有助提升PBAT的交联度,进而改善PBAT基可生物降解薄膜的力学性能和水蒸气阻隔性能。本文的主要研究内容如下:（1）将三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）与PBAT密炼共混并热压成膜,利用电子束辐照对PBAT薄膜和PBAT/TAIC薄膜进行交联改性,探究辐照剂量对薄膜力学和水蒸气阻隔性能影响。结果表明,电子束辐照作用下PBAT存在交联-降解平衡,其对PBAT薄膜力学性能和水蒸气阻隔性能影响较小。而PBAT/TAIC薄膜凝胶分数随辐照剂量增加而增大,且溶胶分数和辐照剂量满足陈-刘-唐方程。PBAT/TAIC薄膜水蒸气透湿系数、断裂伸长率随辐照剂量增加而降低,在0～150 k Gy,PBAT/TAIC薄膜的拉伸强度随辐照剂量增加而提高,当TAIC含量为2 wt%、辐照剂量为150 k Gy,薄膜拉伸强度为31.5 MPa,相比PBAT提升了23%。（2）为进一步提升PBAT薄膜的力学性能和水蒸气阻隔性能,采用电子束辐照和双向拉伸工艺对PBAT薄膜进行双重改性。将TAIC含量为2 wt%的PBAT/TAIC厚膜进行双向拉伸并进行电子束辐照。实验结果表明经过两项工艺的结合,薄膜的拉伸强度比纯PBAT提高1.5倍,水蒸气透湿系数比纯PBAT下降约40%。（3）以高沸点的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）代替TAIC作为活性增塑剂,添加聚乳酸（PLA）进行增强,通过模压法制备了PBAT/PLA/TMPTA共混物薄膜,并利用电子束辐照对薄膜进行交联改性,探究电子束辐照对PBAT/PLA/TMPTA体系力学和水蒸气阻隔性能的影响。结果表明辐照后薄膜力学性能微弱提升,水蒸气透湿系数随辐照剂量增加而降低,当TMPTA含量为10 wt%、辐照剂量为200 k Gy,薄膜水蒸气透湿系数为2.1×10-11g·m·m-2·s-1·Pa-1,相比PBAT下降33%。
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