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  聚己二酸-對苯二甲酸-丁二醇酯（PBAT）兼具優異的生物降解性、韌性、延展性與成膜加工性能，應用前景廣闊。但PBAT仍存在機械強度偏低、耐老化性與氣體阻隔性不足、原料成本偏高等短板，嚴重制約其規�；茝V。聚碳酸亞丙酯（PPC）具有良好的可降解性、高模量與優異氣體阻隔性能，與PBAT共混有望實現性能互補。然而，兩者化學結構及熔體粘度差異顯著，導致復合體系界面相容性差，力學性能劣化，功能難以協同兼顧。因此，如何通過簡便、高效的界面改性策略與功能性填料設計，構建界面相容、性能協同、成本可控的可降解復合材料，仍是推動可降解塑料應用的關鍵技術瓶頸。

圖1 原位界面改性工藝及反應示意圖

  近日，華南理工大學劉偉峰與廣東工業大學邱學青團隊帶來創新突破——將工業堿木質素（AKL）引入PBAT/PPC二元復合體系，充分發揮其豐富含氧極性基團、苯環π-π共軛體系的結構特性優勢，為界面改性提供充足活性位點，并同步賦予材料耐老化、紫外屏蔽以及降低成本等多重價值，既能助力制備綜合性能優異的可降解復合材料，也能推動木質素這一大宗工業副產物的高值化利用。

  針對木質素自身團聚嚴重、與PBAT/PPC界面作用差而導致力學性能劣化的核心科學問題，團隊引入低成本反應型增容劑4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI），借助雙螺桿擠出機高效的高溫共混工藝，實現無溶劑型原位界面反應，優化木質素、PPC填料在PBAT基質中的分散性，同時以木質素為多功能交聯節點構筑強韌型化學交聯網絡，以強化界面作用與鏈段約束。其中，最優配方P75p25L15M6（15份木質素以及6份MDI），其強度與韌性分別達到29.5 MPa 和 73.8 MJ·m^-3，較未改性體系P75p25L15，分別提升58.6% 和 10.5%。

  得益于強韌型交聯體系以及均勻致密的填料滲濾網絡，該復合材料還兼備優異的氣體阻隔性及耐老化性能：最優配方的水汽、氧氣透過率較純PBAT分別下降72.1%和48.6%，其改性效果遠超以往報道；經50 ^oC紫外老化12天后，拉伸強度和斷裂伸長率保持率分別達到117.9% 和 110.5%，且復合薄膜可實現近紫外區光源近乎完全的屏蔽。

圖2 (a-c)：力學性能及增強增韌機制；(d-f)：氣體阻隔性能及機理；(g-i)：耐老化性能及機理

  團隊設計的原位界面改性策略，通過界面微結構調控，成功實現木質素/PBAT/PPC三元復合體系多種宏觀性能的協同提升。綜合上述性能評估結果，該復合體系在除草地膜、食品包裝等領域展現出廣闊應用前景，更為傳統難降解材料的可持續替代、木質素等大宗工業廢棄物的高值化利用提供了全新思路。相關成果以“An efficient and solvent-free in-situ interfacial modification strategy for lignin/PBAT/PPC composites with synergistically enhanced mechanical, barrier, and aging-resistant performance”為題，近期發表于Chemical Engineering Journal。論文第一作者為華南理工大學化學與化工學院2023級碩士生李佳欣，華南理工大學劉偉峰研究員和黃錦浩高級實驗師為論文通訊作者。該成果得到國家自然科學基金（項目編號：22222805、22038004、22478133、U23A6005）以及廣東省化學與精細化工實驗室揭陽中心的資助。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.173296

  近年來，該團隊始終聚焦木質素生物質資源在高分子材料體系中的高值化利用研究，立足國家戰略需求，直面并攻克木質素應用關鍵技術難題。團隊充分挖掘木質素的天然結構特性與潛在功能優勢，在木質素改性橡膠、塑料、聚氨酯、膠黏劑等多個體系中，通過精細的界面微結構設計與調控，實現各類復合體系多種功能的有效整合，為木質素這一大宗工業廢棄物在高分子材料領域的高值化利用探索了新理論、開辟了新方法。團隊熱枕歡迎各界同仁交流合作，攜手推動相關技術的實踐突破。