青岛科技大学史新妍教授团队在3D打印可生物降解材料领域取得新进展

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由于塑料制品的应用领域不断扩大，废弃塑料所带来的环境问题也在逐年加重。因此，可生物降解高分子材料成为材料科学界在环境保护方面所关注的热点与难点。3D打印作为一种快速发展的数字化成型技术，在不依靠模具制造复杂制品，特殊功能制件的快速成型和多材料（梯度材料）复杂几何结构成型方面具有无法比拟的优势。

近日，青岛科技大学高分子学院史新妍教授团队在可生物降解材料3D打印方面取得新进展，团队相关工作以“Manipulating Phase Structure of Biodegradable PLA/PBAT System: Effects on Dynamic Rheological Responses and 3D printing”为题发表于期刊《Composites Science and Technology》（一区TOP期刊，IF=7.09）上，该论文以青岛科技大学为唯一通讯单位，博士生吕阳为第一作者，史新妍教授为通讯作者。

课题组采用可生物降解弹性体聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）对聚乳酸（PLA）进行共混增韧改性，并自制PLA-g-GMA作为PLA/PBAT的高效增容剂，最后通过3D打印进行结构调控制备出具有优异力学性能的哑铃型试样。研究表明随着增容剂含量的增多，PLA/PBAT相容性逐渐变好。加入10wt%增容剂后PLA/PBAT体系（下称PLA/PBAT/10）内部分子链缠结程度达到最大，复数粘度和熔体强度最高，两相结合能力最强。较PLA相比，PLA/PBAT/10共混物注塑试样断裂伸长率提高超过100倍。此外，增容剂的加入可以显著提升3D打印层间结合强度，通过3D打印调整材料宏观和微观的取向使PLA/PBAT/10具有高达43MPa的拉伸强度和超过200%断裂伸长率，不仅远大于注塑试样的拉伸强度（34MPa），更高于同期文献研究水平。

该工作得到山东省自然科学基金等项目的支持。

论文链接

https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2020.108399

来源：青岛科技大学

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