PBAT/PGA、PBAT/PGA/TALC、PBST/PGA系列可降解共混材料及薄膜的制备与应用研究

一、基本信息

· 成果名称：PBAT/PGA、PBAT/PGA/TALC、PBST/PGA系列可降解共混材料及薄膜的制备与应用研究

· 完成团队/负责人：徐鼐

· 所属研究方向：生物可降解高分子材料

二、成果简介

本成果针对 PBAT 和PBST基体强度低和刚性不足的痛点，研发PBAT/PGA、PBAT/PGA/TALC、PBST/PGA三类全生物降解共混材料及薄膜产品。创新采用二步熔融共混工艺，结合ADR扩链改性、滑石粉无机协同增强、低温吹膜成型调控技术，有效解决传统降解材料强韧失衡、刚性不足、成型稳定性差等痛点问题。在保障可生物降解性能的前提下，大幅提升材料拉伸力学性能与加工适配性，兼具成本可控、绿色环保、场景适配广等优势，工艺成熟度高，具备良好的产业化转化潜力。

三、 技术指标与成熟度

（一）关键性能指标

1.PBAT/PGA共混体系

纯 PBAT：拉伸模量 57.99MPa，拉伸屈服强度 7.66MPa，断裂伸长率 1112.3%。

二步法 (PBAT/PGA)/ADR 65/35/0.8 共混物：拉伸屈服强度 11.57MPa，拉伸模量 160.88MPa，断裂伸长率 309.5%，整体力学性能更均衡。

二步法 (PBAT/PGA)/ADR 65/35/0.4与 PBAT/ADR 100/0.4 薄膜对比：

1. 拉伸屈服强度：纵向 (MD) 由 8.85MPa 提升至 11.27MPa，横向 (TD) 由 6.52MPa 提升至 9.46MPa；

2. 撕裂强度：纵向由 107.26N/mm 提升至 158.41N/mm，横向由 93.16N/mm 提升至 110.71N/mm；

3. 热封强度：由 5.14N/15mm 提升至 7.57N/15mm；

4. 承重范围：由 2-6kg 提升至 6-10kg。

2. PBAT/PGA/TALC 共混体系

添加 30 份 TALC 的共混物对比纯 PBAT ：

固定 PBAT/PGA 质量份数为 70/30，添加 30 份 TALC：拉伸模量 291.96 MPa，拉伸屈服强度 16.04 MPa。

添加 30 份 TALC 的薄膜对比纯 PBAT 薄膜：

拉伸模量：纵向 (MD) 从84.3 MPa提升到262.68 MPa，横向 (TD) 从79.73 MPa提升236.78 MPa；

拉伸屈服强度：纵向 (MD) 7.94 MPa提升 13.68 MPa，横向 (TD) 6.89 MPa提升8.56 MPa。

纵向 (MD) 断裂伸长率超过 200%，刚韧平衡效果优异；

承重范围：由纯 PBAT 的 2-6 kg 提升至 6-10 kg。

3. PBST/PGA 共混体系

PGA 添加至 35 份时，PBST/PGA/ADR (65/35/0.6) 共混物对比 PBST/ADR (100/0.6)：

拉伸屈服强度：由 12.42 MPa 提升至 16.88 MPa；

拉伸断裂强度：由 20.94 MPa 提升至 24.08 MPa；

拉伸模量：由 86.9 MPa 提升至 263.9 MPa，增幅 203.7%；

断裂伸长率：由 384.7% 降至 213.1%。

PBST/(PGA/ADR) 65/(35/0.3) 薄膜对比纯 PBST 薄膜：

纵向性能：拉伸模量由 79.45 MPa 提升至 204.87 MPa（增幅 157.9%），拉伸屈服强度由 8.96 MPa 提升至 11.24 MPa（增幅 25.4%），断裂伸长率为 175.0%，刚韧平衡表现优异；

横向 (TD) 性能：纯 PBST 薄膜拉伸模量 83.16 MPa、拉伸屈服强度 8.04 MPa、断裂伸长率 604.9%；改性后拉伸模量提升至171.93 MPa（增幅 106.4%），拉伸屈服强度提升至 10.07 MPa（增幅 25.2%），断裂伸长率为173.5%，综合性能优良，适用于薄膜包装、农用地膜等领域。

技术成熟度等级

TRL-6 级：完成配方优化、工艺筛选与小试量产，样品性能稳定、工艺可复刻，具备中试及工业化试生产条件。

知识产权情况

授权专利：

[1] 徐鼐，朱丽莎，王梓冲，吴亮，李璐瑶，王权林，庞素娟，潘莉莎. 一种PBAT/PGA共混材料及其制备方法[P]. 国家发明专利：ZL 202410397537.X

[2] 徐鼐，吴亮，王梓冲，朱丽莎，王权林，潘莉莎，庞素娟. 一种PBAT/PGA/滑石粉复合材料及其制备方法[P]. 国家发明专利：ZL 202410397657.X

四、应用前景与市场潜力

1. 潜在应用场景：可替代传统PE塑料薄膜，用于一次性购物袋、食品保鲜包装、日用品包装、电商快递包装等薄膜制品；农业领域：可作为农用地膜、育苗覆膜，解决传统地膜残留污染、难回收的农业痛点。

2. 市场规模：在国家双碳政策、禁塑令全面落地的背景下，国内可降解塑料市场持续高速增长，其中可降解薄膜作为替代刚需产品，市场规模逐年递增。目前市面主流降解薄膜普遍存在性能单一、性价比低、适配场景有限的问题，高性能、多工况适配的复合型可降解薄膜存在巨大市场缺口。

3. 转化合作情况：目前本成果已完成全体系配方定型与实验室小试量产验证，小试样品经性能检测，各项指标均优于行业通用标准，工艺稳定性、产品可靠性得到充分验证。团队已与多家新材料科技企业、包装制品生产企业建立初步对接渠道，可随时推进中试工艺验证、样品送检适配工作。

五、团队基础与支撑条件

团队长期深耕可降解高分子材料领域，建有研发-制备-检测一体化平台，配备双螺杆挤出机、吹塑机组、力学试验机、热性能检测仪等全套设备，可独立完成配方研发、样品制备、性能检测及小试前期论证工作。

六、问题与需求

（一）转化堵点

现有设备仅支持实验室小试，缺少中试生产线，无法验证连续量产稳定性；规模化生产的工艺参数、良品率、生产成本尚未优化；暂无专属中试场地，产学研及市场对接资源不足。

（二）资源需求

场地设备：配套标准化中试车间、薄膜生产线及检测设备；

资金：提供成果转化资金，用于中试调试、产品迭代与检测；

产业对接：联动上下游企业，搭建合作平台，推进项目落地与产品推广。