PBAT與塑化澱粉用於包裝的共混物：機械性能，流變學行為和生物降解性

聚（己二酸丁烯-共對苯二甲酸酯）（PBAT）是一種完全可生物降解的脂肪族-芳香族共聚酯，與商用塑料相比具有競爭性的機械性能。另外，由於消費者對環保包裝的偏好以及政府對不可生物降解塑料的嚴格政策，PBAT的需求穩定增長。然而PBAT相對於傳統不可降解商品塑料的售價較高，如比低密度聚乙烯（LDPE）貴三倍左右。將PBAT與增塑澱粉（TPS）按適當比例共混能使PBAT基塑料更具有成本效應，並廣泛應用於包裝的有效途徑。儘管TPS是一種成本效益高的聚合物，但由於其對水分的固有敏感性強、高粘度和高生物降解傾向，不能滿足所有的應用要求。為抵消這些限制，TPS需要與聚酯等疏水性聚合物混合。不幸的是，TPS和PBAT的錶面性質存在顯著差異，導致兩相之間的界面附著力較差。反應性偶聯劑或相容劑的加入是緩解兩相界面粘連缺陷的前提。已有較多文獻報道了幾種反應性偶聯劑，其中，馬來酸酐的酸酐基團、GMA的環氧基團、丙烯酸的羧基基團和檸檬酸的羧酸基團都能通過增強兩相間的界面粘接來改善PBAT/TPS共混物的力學性能。在TPS中，馬來酸酐（MA）的加入促進了澱粉主鏈上的甘油接枝，以及PBAT與澱粉通過酯交換反應的偶聯。當MA接枝PBAT作為一種相容劑時，接枝的MA與澱粉形成酯鍵的羥基反應，改善界面附著力，更好地控制分散的TPS相的大小。

University of Sfax-Faculty of Science-LMSE BP的Dammak，Fourati等團隊研究了馬來酸聚己二酸丁二醇-共對苯二甲酸酯（PBAT-MA）和馬來酸酐（MA）作為相容劑對不同TPS含量（40-60%）的PBAT/TPS共混體系的力學性能、形態、熔體流變學和生物降解性的影響。

相容劑的結構對力學性能的演變有影響：在TPS含量為40~60%的情況下，PBATg-MA相容劑存在時，拉伸強度和斷裂伸長率最高，這是因為PBATg-MA是一種有效的反應性相容劑，能促進TPS相與PBAT相的界面粘附。

相容劑也影響共混體系的熔體流變性：在50和60wt%TPS時，在MA存在下處理的共混物表現出更接近TPS的行為。另一方面，當PBAT-MA存在時，其流變性能與PBAT相近。根據TPS含量和使用的相容劑，PBAT/TPS共混物的形貌可以解釋這些演變。

使用ISO 14855-2作為評估共混物生物降解的方法，結果表明，所有共混物都是可生物降解的，但根據使用的相容劑不同，生物降解動力學也受到影響。在MA存在下，降解曲線接近纖維素和PBAT。在PBATg-MA存在的情況下，80天后生物降解率下降，達到70~75%，而在沒有任何相容劑的情況下，生物降解率超過85%。

https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.112061