近日，食品科學與工程學院侯漢學教授團隊在《International Journal of Biological Macromolecules》發表了題為“Relationship between phase morphologies and mechanical properties of thermoplastic starch/poly(butylene adipate-co-terephthalate) composite films prepared by extrusion blowing”的研究論文。翟曉松博士為該論文的第一作者，侯漢學教授和王文濤副教授為該論文的通訊作者。
塑料由于質輕價廉和性能優異等優點一直是包裝行業的關鍵材料之一，傳統石油基塑料由于其難以降解性和回收處理不到位等原因帶來了嚴重的環境問題，近年來可持續性、可工業化和可降解性正在成為一次性塑料制品領域的重要考慮因素。聚己二酸-對苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）是一種市售的生物降解聚合物，具有類似于低密度聚乙烯（LDPE）的高柔韌性和力學性能，但其較高的市場價格限制了大規模的推廣應用。從商業角度來看，將PBAT與低成本的天然高分子聚合物（如熱塑性淀粉（TPS））共混是制備生物降解材料的實用途徑。然而，疏水性PBAT和親水性TPS之間經常發生不混溶和相分離，這極大地影響復合材料的力學性能，因此TPS/PBAT共混體系的相組成和界面相互作用引起了科學界的廣泛關注。
不混溶共混體系的力學性能除了所用聚合物自身的性質外，還受到相形態的極大影響，這取決于共混比例、組分特性和加工歷史。該研究采用擠出吹塑法制備了TPS/PBAT生物降解復合膜，利用多種技術手段識別和鑒定共混體系的相形態和相分布，闡明了復合膜隨著TPS/PBAT比例變化而呈現出“TPS連續相-PBAT分散相、TPS-PBAT共連續相、PBAT連續相-TPS分散相”的相形態演變規律，復合膜相形態與力學性能之間存在顯著相關性，復合膜的力學性能在相變點附近發生飛躍。
圖1. TPS/PBAT復合膜的制備與表征
該研究明確了TPS/PBAT復合膜的相形態演變規律及其與力學性能之間的關系，并提出在PBAT較低含量下誘導和強化其連續相結構的發展可作為改善TPS/PBAT復合膜力學性能的新思路，這對于制備高性價比的生物降解塑料具有重要意義，同時為雙相共混體系的結構設計和性能研究提供參考。
該研究得到了國家自然科學基金、山東省自然科學基金、中國博士后科學基金、山東省高校青年創新人才引進與教育項目、山東省農業應用技術重大創新計劃、山東省重點技術研發計劃的資助。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.10.221
編 輯：萬 千
審 核：賈 波
