随着环境保护形势愈发严峻,石油基塑料带来“白色污染”的问题日渐被重视,开发优质可生物降解塑料逐渐成为塑料产业发展的新趋向。聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）是一种极具开发潜力的可生物降解塑料,其较好的延展性、耐热性等性能优势使得PBAT成为生物降解塑料研究和市场应用潜力巨大的降解材料之一。然而其成本造价高以及部分力学性能（如刚性和抗拉强度较差）等原因限制了PBAT基材料的工业化生产发展,因此,添加辅助填料是改善PBAT基复合材料性能和解决可生物降解塑料生产成本高昂的一种有效方法。蛋壳价格低廉、机械性能优异,属于可再生资源且原料来源丰富,将废弃的蛋壳研磨成粉作为填料与聚合物共混制备复合材料是有效利用鸡蛋制品加工废弃副产物的同时降低工业成本的一种思路。蛋壳的主要成分为Ca CO3且含量高达93%,导致蛋壳粉整体亲水性较强,使得作为填料直接与聚合物共混时相容性较差从而影响产品质量,使用铝酸酯偶联剂对蛋壳粉进行表面改性后再与PBAT共混制备的材料其体系稳定性和分散性更优。本研究以蛋壳粉为基本原料,优化铝酸酯改性蛋壳粉的制备工艺,并探索经改性后蛋壳粉的结构性能变化;基于响应面优化法优化了蛋壳粉/PBAT复合材料制备的热压工艺,研究最优工艺条件下改性蛋壳粉的添加对材料性能的改善和结构的影响;探索nano-TiO2对蛋壳粉/PBAT复合材料机械性能和结构的影响,并通过抑菌圈实验表征纳米复合材料的抗菌性能;探究nano-TiO2对蛋壳粉/PBAT复合材料老化性能的影响,为新型可生物降解材料的工业化发展和应用奠定理论基础。本文的主要研究内容及结果如下:1.优化铝酸酯作为改性增强剂修饰蛋壳粉的制备工艺,探究改性蛋壳粉结构和性能上的变化。实验结果表明改性条件设定为改性时间40 min、铝酸酯添加量为2.75%、改性温度90℃时,改性效果最优。在上述最优改性条件下,蛋壳粉的极性值下降了91.90%,表面张力较未经改性的蛋壳粉降低了50.04 m J/m-1,且经过疏水改性后蛋壳粉红外光谱的羟基吸收峰强度明显减小,两者均表明经过铝酸酯处理后,蛋壳粉的疏水性增强。XRD表明铝酸酯偶联剂没有造成蛋壳粉内部晶型发生改变,即对蛋壳粉进行疏水改性不会影响颗粒的结晶性能。2.基于响应面优化法探索蛋壳粉/PBAT复合材料的最佳制备工艺,并研究改性蛋壳粉对材料性能的影响。实验结果表明,蛋壳粉/PBAT热压工艺的条件设定为为热压时间3.5min,热压温度160℃,热压压力20MPa时,其性能最佳。性能测试中证实蛋壳粉的添加改善了材料的拉伸性能,当蛋壳粉的添加量为15%-25%时,其拉伸强度和断裂伸长率较高。复合材料的吸水率和水溶出率均随蛋壳粉添加量增大呈现出先增大后减小的趋势。复合材料的透光率随着蛋壳粉含量增加而持续下降。材料的电镜照片表明在蛋壳粉含量为15-20%时体系内部结构最为紧密,表面更为平整。综合考虑以上性能的影响,认为在蛋壳粉添加量为15%时,所制得的复合包装材料性能最优。3.通过多种表征手段分析nano-TiO2对蛋壳粉/PBAT复合材料性能的及结构的影响。研究结果显示,nano-TiO2表面的游离-OH和不饱和悬空键可以与PBAT形成氢键和共价键,从而提高复合材料内部的界面相容性和结构稳定性。此外,nano-TiO2的内部晶体结构显着改善了聚合物体系的结晶性能。在性能方面,这种结构的变化导致复合材料具有更强的抗拉强度、更低的吸水性和更高的热稳定性。随着nano-TiO2用量的增加,纳米复合材料的遮光性能和表面疏水性也得到一定改善。抗菌试验结果表明,复合材料中的nano-TiO2对两种细菌（大肠杆菌和金黄色葡萄球菌）均表现出一定的抗菌活性。4.研究nano-TiO2抑制复合材料老化进程中性能的变化趋势和机理。研究显示添加nano-TiO2材料的初始拉伸强度提升了8.689MPa,老化过程中材料拉伸强度保持率的变化更小。随着老化的进行,复合材料的透光率在不断增加,两类样品的接触角均出现下降。FITR的结果显示,随着老化时间的延长,复合材料1470cm-1处的吸收峰强度不断增强,表现为结晶度的增大。老化过程中色度的变化反映了光热条件下材料中各种颜色基团的变化。经氙灯照射老化的不同阶段的电镜照片显示,未添加nano-TiO2的复合材料表面出现了大量的空洞和层状堆叠的裂口,相较于对照组,添加了纳米复合材料的情况下,观察到极少的剥落和裂层以及孔洞聚集区域,材料表面仍表现出较为平整的结构。本研究为PBAT基复合材料无机填料的选择提供了一种新思路,并为开发功能多样的可生物降解性塑料提供了一些参考。