利用双螺杆挤出机，使用熔融共混法，制备聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯/竹粉（PBAT/BF）复合材料，利用环氧化大豆油（ESO）中环氧基团与PBAT/BF中羟基的化学反应，对复合材料进行增韧。

1、材料特性

聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)是较常见的生物可降解塑料，作为一种无规共聚物，其结晶度不高、弹性模量及刚度均较低，但柔韧性较高，常用于薄膜工业。

竹粉(BF)作为一种天然高分子材料，其强度高、弹性好、密度小、力学性能较好。但是由于BF表面存在大量的亲水基团，如羟基，使其与疏水的聚合物基体间结合较差，造成复合材料的流动性差。

为解决BF与PBAT的界面相容性差的问题，目前主要对BF表面进行物理或化学方式改性，以提高BF表面的疏水性。常见方法包括加入硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯辛烯共聚物(POE-GMA)等改性BF表面，降低其表面水分吸收率性；或者选用马来酸酐、二异氰酸酯枝接PBAT，提高PBAT表面极性，改善其与极性BF的相容性。

环氧化大豆油(ESO)和环氧化棕榈油(EPO)作为无毒无害的可再生的环氧化物，其具有高环氧值，常被用作淀粉改性剂，起降低吸水率和提高相容性的作用。通过环氧基团与复合体系内羟基间的反应形成稳定的化学键，进而改善BF在PBAT中的分散效果。

本实验选用ESO对PBAT/BF复合材料进行增容改性，测试复合材料的力学性能、热学性能和吸水性能。

2、改性配方

主要原料采用：聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)，TH801T，新疆蓝山屯河有限公司；竹粉(BF)，粒径500目，韶关市洪燊竹业有限公司；环氧化大豆油(ESO)，环氧值5.3，分析纯，济南鲁营化工有限公司。

采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、电子万能试验机、扫描电子显微镜（SEM）对PBAT/BF复合材料进行测试。

结果表明：ESO的加入使PBAT/BF的韧性及断裂伸长率均有提升，但拉伸强度有所下降，同时两相分散效果也进一步改善。

【力学性能分析】当ESO添加量为20%，复合材料的韧性最佳，与增韧前相比，冲击强度从12.06 kJ/m2提高至19.56 kJ/m2，增加62.19%；断裂伸长率由25.63%增至348.99%。

【相容性分析】当ESO添加量为20%，ESO的环氧基团与BF表面羟基等极性基团作用，能够有效改善BF和PBAT之间的相容性，使PBAT/BF断面的微观结构平整、均匀，改善BF在聚合物中的分散效果。

【吸水性分析】当ESO添加量为20%，PBAT/BF的吸水率达到最大值为0.825%，较未添加ESO提高15.06%。然而当ESO添加量进一步提高，由于ESO具有疏水性，导致复合材料的吸水率有所下降。

来源：环氧化大豆油增韧PBAT/竹粉复合材料的制备与性能影响，周庆伟,陈雪梅,杨景辉，华东理工大学化工学院