介绍
聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯 (PBAT树脂）是由己二酸、对苯二甲酸和丁二醇经直接酯化或酯交换反应合成的一种新型可生物降解共聚酯。PBAT兼有 PBT 和 PBA 的特性：保证了分子链的柔性的脂肪族链段；提供较好的力学性能的芳香族链段。但是由于脂肪族链段中含有大量苯环，在提高分子的力学性能和热稳定性的同时，也降低了共聚酯的降解性能。
图一 聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯 (PBAT树脂)
降解
聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯 (PBAT树脂)在大自然中降解后生成对环境无害的 H2O 和 CO2。在一定的降解条件下几乎被微生物完全降解，同时试验时发现 PBAT对环境没有任何危害，属于环境友好型高分子材料。此外，PBAT 具有与低密度聚乙烯（LDPE）相似的理化性质，例如良好的延展性，可以吹塑成塑料薄膜，用作绿色包装材料使用，是 LDPE 的完美替代材料。可用于医疗方面作为药物载体在人的身体内部自行降解，也可作为农用薄膜，还可以减少聚乙烯薄膜降解对环境的破坏等领域。
结晶性能
聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯 (PBAT树脂)与大多数半结晶聚合物一样，性能是由聚合物结晶链结构决定的，通过控制对苯二甲酸丁二醇酯（BT）和己二酸丁二醇酯（BA）单元的组成比可以得到不同的结晶。PBAT 是一种结晶度相对较低的半晶态聚合物，其结晶主要区域是 BT 单元，其结晶度的高低与 BT 的含量有直接关系。结果表明 PBAT 熔融后并形成分布广泛的小晶体。晶化区主要由 BT 单元组成，但在主晶化单元的 BT 段仍有一定的非晶态区。由于 BT 单元较少，整个 PBAT 难以形成较完整的结晶区域和完善的结晶形态，最终导致结晶度下降。
图二 聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯 (PBAT树脂)的广角 X 射线衍射图
聚合物的结晶性能、形貌和晶体分布对其力学性能和热性能有重要影响。一方面由于聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯 (PBAT树脂)本身的无规共聚结构导致内部分子链排列混乱影响了结晶性能。另一方面因为分子中含有酯基与苯环形成的共轭结构，分子的构象变化的能阻较大，分子链的缓慢运动极大地影响了 PBAT 分子链重排的能力，难以形成规则的晶体结构。成核是聚合物结晶过程中的一个重要过程，它影响着半结晶聚合物的结晶速率、晶体结构、晶体完整性以及最终的宏观性能，常见的提高成核速率的方法是加入成核剂，能产生大量的初生核，形成更小的球晶，进一步提高了聚合物的光学性能和力学性能。对于成核剂的作用机理，一般有两种解释：第一种是 Lotz 和 Wittmann 提出聚合物在无机、有机或聚合物衬底上可以外延成核；另一种是 Mercier 和 Nield 提出的是化学成核机制。目前，常见的聚合物（PP、PE、聚酯）成核剂的成核机理主要是外延成核机理。外延成核的基本要求是基体的晶体晶格参数和成核剂的晶格参数相近。通常，可接受的晶格失配范围小于 15%[1]。
参考文献
[1]畅贝哲. 聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯的改性及其结晶性能研究[D]. 太原:中北大学,2021.