木质素/PLA/PBAT复合材料的制备及性能研究进展

Abstract： Lignin， with its high yield and low cost， has entered the market as a new type of environmentally friendly material. PLA/PBAT composite materials are currently available on the market but are relatively expensive and have slightly lower biodegradability. We hope to incorporate lignin into PLA/PBAT composite materials. Through research on their preparation methods， mechanical properties， thermal properties， and degradability， we aim to summarize the advantages of this project's composite materials and predict the application demands in the market， hoping to add a new perspective to green materials in the market.

Key words： Lignin; PLA; PBAT; Biodegradation Composite materials

引言

随着中国科技发展与生产力的大规模提高，为了减少对破坏环境的材料使用，中国于2008 年 6 月实施“禁塑令”，人们发现，利用以生物资源为原料，获得的可降解高分子材料，经过检验，可以满足人们对绿色循环、环境保护、原料可循环再生及降解等需求。

1 木质素/PLA/PBAT 复合材料的性能研究

2.1 力学性能

Zhao 等[1]研究发现，木质素的含量也影响复合材料的性能。当木质素含量为 10%时，会使复合材料的的拉伸强度从25 MPa 提升至30 MPa。Kim 等[2]发现，加入一定量PBAT 可显著改善复合材料的脆性，使复合材料的冲击强度从 5 kJ/m²提升至 25 kJ/m²。

2.2 热稳定性

差示扫描量热法（DSC）也是研究木质素/PLA/PBAT 复合材料热性能的核心表征技术之一，DSC 可以测定复合材料的玻璃化转变温度、结晶行为、熔融特性、熔融温度等表征性能。通过研究证实，木质素可作为成核剂，使 PLA 结晶度从 30%提升至 45%[3]。

2.3 降解性能

为使复合材料适应市场，体现其绿色、环保、全降解的特性，对其进行了土壤降解实验，通过研究报道发现：含10-20%木质素的复合材料在土壤中90 天，其降解率可达 60% ，而纯PLA 的降解率仅 30% ，复合材料明显高于纯PLA 材料的降解率[4，5]。

2 应用与未来

2.1 产业化应用

在包装领域上，农业地膜的应用使用率先实现规模化，尤其是在生态种植的领域。而医疗包装等领域的次性用品将是另一个市场潜在增长点，特别是需要兼具抗菌性和可降解性的产品。

2.2 未来展望

木质素/PLA/PBAT 复合材料的研究不仅有助于解决传统塑料的环境污染问题，还能促进生物质资源的高效利用，具有重要的科学意义和应用价值。未来，通过优化木质素的改性方法、调控复合材料的界面结构，有望制备出性能优异、成本可控的全生物基可降解材料，推动绿色材料产业的发展。

参考文献

[1] 李迎春，郝红．聚乳酸在 3D 打印中的应用.《中国塑料》，25（6）， 1-6. 2011．

[2] Wang， X.， Li， Y.， Zhang， H. 双螺杆挤出制备木质素／PLA/PBAT 复合薄膜的工艺优化。《高分子材料科

学与工程》，37（10）， 89-95. 2021.

[3] Zhang， Y.， Liu， X.， Wang， J.Solution casting of lignin/PLA/PBAT films： Enhanced interfacial adhesion via

hydrogen bonding. Carbohydrate Polymers， 276， 118789. 2022.

[4] Li， H.， Chen， G.， Sun， R. Improving compatibility of lignin-based composites by solvent casting： Role of

polar interactions. ACS Sustainable Chemistry & Engineering， 9（12）， 4567-4575.2021.

[5] Chen， X.， Zhang， Y.， Wang， L.Reactive compatibilization of lignin/PLA/PBAT blends using

MAH-g-PBAT：Mechanical properties and interfacial adhesion. Polymer， 175， 1-10. 2019.

作者简介：李海鑫（2005-），女，本科，研究方向：食品保质量与安全，E-mail：3150233103@qq.com.基金项目：大学生创新创业训练计划项目：可降解 PLA/PBAT/木质素复合的制备及性能研究（吉农院合字

【2025】第 X202511439076 号）*通讯作者收稿日期：