一、研究背景与目的

传统聚乙烯地膜造成严重 “白色污染”，生物降解地膜成为重要解决方案。聚己二酸 - 对苯二甲酸丁二酯（PBAT）是常用的全生物降解聚酯，但其阻隔性和耐候性较差；聚碳酸亚丙酯（PPC）由二氧化碳和环氧丙烷聚合而成，具备良好柔韧性、阻隔性和生物相容性，但热稳定性和力学性能不佳。将PPC与PBAT共混，有望提升PBAT基薄膜的水汽阻隔性和耐候性，同时扩大PPC应用范围。本研究通过熔融共混和吹塑法制备不同配比的PBAT/PPC共混物薄膜，探究材料组成对薄膜性能及自然老化行为的影响。生物降解料

玖润主营：广东全生物降解颗粒、广东全生物降解改性料、广东全生物降解吹膜料、广东全生物降解淋膜料、广东全生物降解注塑料、全生物降解气泡膜专用料、广东降解料、广东降解颗粒厂家、降解厂家、生物基PE+淀粉吹膜料 PLA+PBAT 改性颗粒

二、实验设计与方法

1.材料与配方

• 原料：PBAT（新疆蓝山屯河，熔体流动速率 2.9 g/10min）、PPC（博大东方，熔体流动速率12.7g/10min）、支化剂 ADR（德国BASF）、抗氧剂 B225、紫外线吸收剂UV-Eco 2（北京天罡）。
  

• 配比设计：PBAT/PPC质量比分别为100/0、90/10、80/20、70/30、60/40，并在70/30配比中引入ADR、AO、UVA助剂组合（表 1）。

2.制备工艺

• 共混造粒：PBAT与PPC分别在 60℃和 40℃真空干燥12小时，与助剂混合后通过双螺杆挤出机（110~170℃）共混造粒。
  
  

• 吹膜成型：共混粒料在40℃干燥12小时后，通过单螺杆吹膜机（110~160℃）制备厚度均匀的薄膜。
  
  

• 自然老化：将薄膜裁剪为150mm×10mm 样条，固定于样品架上进行 90 天户外老化（6―9 月），每10天取样测试性能变化。生料降解料厂家
  
  

3.性能表征

• 微观结构：扫描电镜（SEM）观察断面形貌，分析PPC在PBAT基体中的分散状态。

• 水蒸气阻隔性：依据GB/T1037测试水蒸气透过系数（WVP），评估阻隔性能。

• 力学性能：万能试验机测试拉伸强度和断裂伸长率（MD/TD方向）。

• 热性能：热重分析（TGA）测定起始分解温度（Td,5%），差示扫描量热（DSC）分析结晶温度（Tc）和熔融温度（Tm）。

• 耐候性：通过凝胶含量、紫外-可见光透光率、X射线光电子能谱（XPS）等分析老化前后化学结构与性能变化。

• 
  

玖润主营：广东全生物降解颗粒、广东全生物降解改性料、广东全生物降解吹膜料、广东全生物降解淋膜料、广东全生物降解注塑料、全生物降解气泡膜专用料、广东降解料、广东降解颗粒厂家、降解厂家、生物基PE+淀粉吹膜料 PLA+PBAT 改性颗粒

三、核心研究结果

1.微观结构与阻隔性能

相形态：PPC在PBAT基体中呈“海岛结构”，低含量时（≤20%）分散均匀，高含量时（≥30%）形成连续片层。吹膜过程中，PPC相在拉伸应力下沿薄膜方向铺展，形成“阻隔片层”，显著提升水蒸气阻隔性（图1）。生料降解料批发

阻隔性能：纯PBAT薄膜的WVP为9.9×10⁻¹³g・cm/(cm²・s・Pa)，加入20%PPC后下降54.5%至4.5×10⁻¹³g・cm/(cm²・s・Pa)；继续增加至40%时，WVP进一步下降至3.8×10⁻¹³g・cm/(cm²・s・Pa)，但提升幅度趋缓（图2）。

2.力学与热性能变化

力学性能：随PPC含量增加，薄膜拉伸强度和断裂伸长率下降。纯PBAT薄膜MD方向断裂伸长率为1155%，拉伸强度36.9MPa；PPC含量40%时，断裂伸长率降至799%，拉伸强度降至26.2MPa，但仍满足农用薄膜标准（GB/T35795-2017）（图3）。

热稳定性：PPC的引入降低共混物热稳定性，纯PBAT的Td,5%为362.8℃，PPC含量40%时降至269.4℃，且PPC自身最大分解速率温度（Tmax,PPC）随含量增加逐渐下降（表2）。

3.自然老化行为与耐候性优化

PPC对耐候性的提升：自然老化过程中，PBAT/PPC共混薄膜的力学性能下降速率显著慢于纯PBAT。例如，老化80天时，纯PBAT断裂伸长率下降约60%，而PBAT/PPC（80/20）仅下降约40%，表明PPC通过抑制分子链断裂和凝胶生成延缓老化（图5）。

抗老化助剂的协同作用：

• 紫外线吸收剂（UVA）：单独加入UVA可使薄膜断裂伸长率下降50%的天数延长30天，凝胶含量降低约50%，热稳定性（Td,5%）在90天老化后基本保持不变，显著抑制光氧化降解（图6、表4）。

• 支化剂（ADR）与抗氧剂（AO）：ADR通过构建支化结构提升分子链交联度，AO抑制氧化反应，两者联用可使老化后拉伸强度保留率提高约15%，但效果弱于UVA（图6）。

透光率与老化机制：纯PBAT薄膜在600nm处透光率为61.6%，加入20%PPC后因相界面散射降至44.1%；高含量PPC（≥30%）形成连续片层，透光率回升至50%以上。老化导致透光率下降，UVA通过吸收280~380nm紫外线，减缓结晶度升高和分子链交联，维持可见光透光率（图4、图9）。

四、结论与应用启示

PPC的最佳配比与性能平衡：PPC含量20%时，薄膜水蒸气阻隔性提升显著（下降54.5%），力学性能满足农用需求，是综合性能最优配比。高含量PPC（≥30%）虽进一步提升阻隔性，但加工难度增加（膜泡易破裂），力学性能下降明显。

抗老化助剂的关键作用：紫外线吸收剂是提升耐候性的核心组分，可有效抑制紫外线引发的分子链断裂和凝胶化，延长地膜使用寿命。支化剂与抗氧剂的协同使用可作为辅助手段进一步优化性能。

环保与应用价值：PBAT/PPC共混薄膜兼具生物降解性与改良后的阻隔性、耐候性，有望替代传统聚乙烯地膜，减少“白色污染”。后续研究可聚焦于助剂复配与工业化生产工艺优化，推动材料实际应用。

创新意义：通过PPC共混与抗老化助剂联用，实现了生物降解薄膜阻隔性与耐候性的协同提升，为全生物降解材料在农业领域的规模化应用提供了新路径，同时为二氧化碳基聚合物（PPC）的高值化利用开辟了方向。

玖润主营：广东全生物降解颗粒、广东全生物降解改性料、广东全生物降解吹膜料、广东全生物降解淋膜料、广东全生物降解注塑料、全生物降解气泡膜专用料、广东降解料、广东降解颗粒厂家、降解厂家、生物基PE+淀粉吹膜料 PLA+PBAT 改性颗粒