绿色可降解PBAT/TPAE复合泡沫材料的轻量化与高弹性制备及性能研究

为应对传统石油基泡沫材料难降解的环境问题，研究人员通过熔融共混和链延伸技术，开发出具有优异机械性能的可降解聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)/热塑性聚酰胺弹性体(TPAE)复合泡沫。结果表明，TPAE的引入显著提高了PBAT的发泡温度窗口（110℃时膨胀比达15.2），降低收缩率至54.9%，并赋予材料7.8%的低能量损耗系数和61.3%的高回弹性，为环保缓冲材料提供了新思路。

　　

在全球环保意识高涨的背景下，传统石油基泡沫材料如聚苯乙烯和聚氨酯的不可降解性已成为严峻的环境挑战。聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)虽具备生物降解特性，但其机械性能和加工性能的不足限制了应用范围。为此，中国石化仪征化纤股份有限公司联合高校团队在《The Journal of Supercritical Fluids》发表研究，通过创新性地引入热塑性聚酰胺弹性体(TPAE)，开发出兼具环境友好与优异性能的复合泡沫材料。

研究采用熔融共混结合链延伸剂ADR-4468改性PBAT/TPAE体系，利用超临界CO₂
发泡技术制备泡沫材料。通过扫描电镜(SEM)观察相形态，差示扫描量热法(DSC)分析结晶行为，流变仪测试黏弹性，并系统评估了泡沫的膨胀比、压缩回弹等性能。

PBAT/TPAE blend morphology
SEM显示TPAE以"海岛结构"分散于PBAT基体中，TPAE含量增加使颗粒密度上升。TPAE的弹性使其断裂面更光滑，而PBAT呈絮状形貌，表明两相界面相容性良好。

Conclusion
研究成功制备了链延伸改性的PBAT/TPAE共混物，ADR链延伸剂显著提高了体系储能模量G′，降低损耗因子tanδ。超临界CO₂
发泡实验表明，TPAE使PBAT发泡温度窗口向高温移动（最佳发泡温度升至110℃），PBAT/TPAE10泡沫的稳定膨胀比达15.2，收缩率仅54.9%。在高膨胀比（10倍）下能量损耗系数为7.8%，PBAT/TPAE20在14倍膨胀比时回弹率达61.3%，显著优于传统PBAT泡沫。

该研究通过微相分离结构和链延伸协同作用，解决了可降解泡沫机械强度与弹性难以兼顾的难题。TPAE的引入不仅拓宽了加工窗口，其硬段聚酰胺结晶域更赋予材料优异的抗压缩疲劳性能。这种绿色制备技术为包装、汽车内饰等领域提供了可持续材料解决方案，对实现"双碳"目标具有重要实践意义。论文中关于CO₂
扩散行为与泡孔结构调控的发现，也为超临界流体发泡技术提供了新见解。