2020年，国家发改委、生态环境部发布禁塑令要求，并明确了直辖市、省会城市、计划单列城市需在今年底前应完成的禁塑任务，禁塑范围包括这些城市建成区的商场、超市、药店、书店等场所以及餐饮打包外卖服务和各类展会活动等。因此，全生物降解材料的研发、制造和推广迫在眉睫。浙江理工大学特聘教授余厚咏、硕士研究生李芳等人以肉桂酸改性的纤维素纳米晶作为“刚性单元”，从废弃光盘中提取聚碳酸酯（PC）作为“软单元”增强全降解的聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯）（PHBV）应用于绿色包装材料,该材料具有良好的力学性能、抗氧化、屏蔽紫外线、抗菌、土壤降解等性能。研究表明，均匀分散的CNC-Cc纳米粒子能够改善PHBV和PC的两相相容性，CNC-Cc/PC和CNC-Cc/PHBV之间的分子间氢键相互作用会形成交联网络结构。PC和CNC-Cc之间在PHBV晶体结晶方面的动态竞争机理。与先前研究比较，此研究的PHBV/PC/CNC-Cc复合材料具有显着的机械性能（拉伸强度38.5 MPa；杨氏模量2.19 GPa；断裂伸长率72.4%）；机械韧性也比纯PHBV显着提高了821.9%。
图1. CNC-Cc和（b）PHBV/PC/CNC-Cc复合材料的制备流程图。
图2. PHBV复合材料的（a）第一次降温和（b）第二次升温曲线图；（c）PHBV，（d）PHBV/PC，（e）1 wt%，（f）4 wt%，（g）7 wt%，（h）10 wt% PHBV/PC/CNC-Cc复合材料的POM显微照片；（i）复合材料球晶的平均直径；（j）PHBV球晶与PC和CNC-C的动态竞争诱导结晶示意图。
图3（a）PHBV复合材料的拉伸应力-应变曲线；（b）拉伸强度和杨氏模量；（c）断裂伸长率；（d）拉伸强度，杨氏模量和断裂伸长率概述及其他研究。
图4. PHBV及其复合材料的抗菌活性；（b）纯PHBV及其复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率；（c）复合材料的抗菌机理。
图5.（a）CNC，CNC-Cc的抗氧化活性；（b）PHBV复合材料的抗氧化机理；（c）PE，PHBV/PC/CNC-Cc-1和PHBV/PC/CNC-Cc-10包膜苹果的对比测试图。
该工作为全降解包装材料提供了设计思路，尤其是高阻隔抗菌多功能食品包装领域提供了新思路，该工作得到了浙江省高等学校院士结对英才计划、中国科协青年托举人才项目、浙江省自然科学基金重点项目的支持。
参考文献：
“Soft-rigid”synergistic reinforcement of PHBV composites with functionalized cellulosenanocrystals and amorphous recycled polycarbonate. Composites Part B: Engineering,DOI: 10.1016/j.compositesb.2020.108542
论文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359836820335897
来源：高分子科学前沿
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