公顷,最高可达 597 公斤每公顷,这相当于在土壤中残存了 10 层地膜! 如此大的地膜残留量不仅造成了严重的“白色污染”,还使农作物出现大幅度的

减产减收,因此解决这一问题已刻不容缓!目前解决残膜污染问题主要有两个方向, 一是禁止使用超薄地膜以便于回收利用,二是推广使用全生物降解地膜。但是地膜回 收存在着人工捡拾成本高、残膜回收率低以及二次加工污染严重等缺点。基于此,从 长远的发展来看,推广使用可降解地膜无疑是解决残膜污染问题最为根本和有效的方 式。

1。2  PLA/PBAT 生物基全降解地膜的研发

1。2。1 可降解地膜分类

可降解地膜按照降解机理和破坏形式可以分为添加型可降解地膜及全生物降解 地膜[1-5]。其中添加型可降解地膜是在传统的不可降解的塑料中加入淀粉、相容剂、 自氧化剂、光降解剂以及其他加工助剂等通过熔融共混和吹塑成型的方式制备而成, 该类地膜虽然也可降解为微小的残片,但仍能够在自然环境中残存相当一段时间,因 此添加型可降解地膜并不能从根本上解决残膜带来的土地污染问题。而全生物降解地 膜是由可完全生物降解的塑料制得,该类地膜在自然环境中经过一定的周期后可完全 降解为水和二氧化碳,不会给环境造成任何负担。因此全生物降解地膜将是可降解地 膜未来发展的主要方向。

在众多的全生物降解地膜中,聚乳酸(PLA)/聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT) 生物基全降解地膜因巧妙结合了 PLA 强度高和 PBAT 柔性好的优点而具有极为突出 的综合性能,因此受到人们的广泛青睐。此外,中塑协于 2013 年正式发布的《塑料 加工业技术进步指导意见》在前沿技术研究、关键共性技术、重点推广技术、重点节

能及清洁生产技术、重点装备研发等专栏列出了农膜行业发展中急待解决的八个方面 问题,其中对于可降解塑料聚乳酸改性位列首位。

1。2。2PLA 简介

PLA 是以植物发酵的乳酸为原料,通过聚合的方式制得。由于乳酸具有左旋和 右旋之分,所以根据旋光性的不同,聚乳酸可分为聚左旋乳酸、聚右旋乳酸以及外消 旋聚乳酸等几种旋光异构体。聚乳酸主要可通过两种聚合途径制备,即一步法和两步 法。一步法是指将原料乳酸通过羟羧基缩聚的方式来制备 PLA,该方法成本较低, 工艺简单,但同时也存在着毒性大、单体转化率低以及生产效率低等缺点,所以不适 用于规模化生产。目前被广泛采用的是由乳酸先到二聚体丙交酯再到最终产物 PLA 的两步合成法。除原料来源广泛且可再生之外,PLA 还具有可完全生物降解、力学 强度大、加工性能优良、生物相容性极佳等突出特点,被誉为最有发展前景的降解材 料之一,因此而广受国内外科研工作者的关注[6-10]。但是 PLA 存在着脆性严重的缺点, 在很大程度上限制了其应用范围。

1。2。3PLA/PBAT 增容改性材料

目前,国内外科研工作者已通过多种手段来提高 PLA 的韧性,主要包括共聚改 性、添加增塑剂、加入填料以及与其他韧性聚合物共混等[11-15]。其中,将 PLA 于其 他韧性聚合物共混是最常用的方法之一,因为该方法在连续化工业生产中具有较高的 效率。采用可降解韧性材料共混改性 PLA 可以在提高 PLA 韧性的同时保持材料的全 生物降解性能,因此备受关注。

PBAT 是由己二酸、对苯二甲酸和丁二醇三种单体共聚而制备的一种全生物降解 材料,其具有优良的韧性,断裂伸长率可达 700%以上。此外,PBAT 可通过与 PLA 相同的加工工艺成型,因此使用 PBAT 来增韧改性 PLA 成为众多科研工作者的选择。论文网

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