可降解添加剂增强聚丁二酸丁二醇酯(PBS)基生物塑料在食品包装中的性能研究

本推荐评述聚焦聚丁二酸丁二醇酯(PBS)基生物塑料在食品包装中的应用潜力。研究通过水吸收实验揭示材料在乙醇模拟液中水解扩散系数(D)从4°C的0.0422×108 cm2/s升至40°C的3.3491×108 cm2/s，机械测试显示乙酸处理使杨氏模量从1.46 GPa增至1.65 GPa，而乙醇处理使断裂应变降低37%。FTIR-ATR和SEM证实添加剂在溶液浸泡中的选择性降解，为pH<4.5冷藏食品包装提供优化方向。

　　

材料描述

一种PBS基聚合物（85-90 wt%，PBE 003级，分子量Mn～50,000-60,000 g/mol，Mw～160,000-180,000 g/mol）添加矿物填料（滑石粉<15%），经双螺杆挤出（140-155°C）和注塑成型（155-165°C）制成哑铃形测试样条，用于酸奶杯等软包装(SP)。

PBS基生物聚合物的吸水性能

在去离子水和两种食品模拟液（B和D1）中4°C和40°C条件下测试，模拟酸奶等湿润产品的实际使用场景。图2显示高温暴露后试样明显变化，50%乙醇处理在4°C时引发独特表面蚀刻，而乙酸溶液导致整体膨胀。扩散系数分析表明，温度每升高10°C，水吸收率增加2.3倍，乙醇模拟液中扩散活化能达45 kJ/mol，揭示溶剂渗透与聚合物松弛的协同效应。

结论

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)作为生物基可降解聚合物，在低温食品包装中展现替代传统塑料的潜力。水吸收实验显示40°C时水解扩散系数比4°C高79倍，乙酸处理使弹性模量提升13%但断裂伸长率下降22%，SEM显示乙醇处理导致表面产生10-20μm的龟裂纹。FTIR证实PBS主链仅在50°C乙酸中发生C=O键断裂（1720 cm^-1峰减弱），而滑石粉填料在乙醇中发生选择性溶出。这些发现为开发pH敏感型冷藏食品包装提供配方优化依据。