史新妍教授团队在3D打印可生物降解材料领域取得新进展

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由于塑料制品的应用领域不断扩大，废弃塑料所带来的环境问题也在逐年加重。因此，可生物降解高分子材料成为材料科学界在环境保护方面所关注的热点与难点。3D打印作为一种快速发展的数字化成型技术，在不依靠模具制造复杂制品，特殊功能制件的快速成型和多材料（梯度材料）复杂几何结构成型方面具有无法比拟的优势。
       近日，高分子学院史新妍教授团队在可生物降解材料3D打印方面取得新进展，团队相关工作以“Manipulating Phase Structure of Biodegradable PLA/PBAT System: Effects on Dynamic Rheological Responses and 3D printing”（DOI：https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2020.108399）为题发表于期刊《Composites Science and Technology》（一区TOP期刊，IF=7.09）上，该论文以青岛科技大学为唯一通讯单位，博士生吕阳为第一作者，史新妍教授为通讯作者。

        课题组采用可生物降解弹性体聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）对聚乳酸（PLA）进行共混增韧改性，并自制PLA-g-GMA作为PLA/PBAT的高效增容剂，最后通过3D打印进行结构调控制备出具有优异力学性能的哑铃型试样。研究表明随着增容剂含量的增多，PLA/PBAT相容性逐渐变好。加入10wt%增容剂后PLA/PBAT体系（下称PLA/PBAT/10）内部分子链缠结程度达到最大，复数粘度和熔体强度最高，两相结合能力最强。较PLA相比，PLA/PBAT/10共混物注塑试样断裂伸长率提高超过100倍。此外，增容剂的加入可以显著提升3D打印层间结合强度，通过3D打印调整材料宏观和微观的取向使PLA/PBAT/10具有高达43MPa的拉伸强度和超过200%断裂伸长率，不仅远大于注塑试样的拉伸强度（34MPa），更高于同期文献研究水平。
       该工作得到山东省自然科学基金等项目的支持。


       文章来源：青岛科技大学
       史新妍, 博士，教授，硕士生导师，青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室副主任，主要负责国际合作与交流；作为项目负责人，先后主持国家自然基金面上项目、中国博后科学基金项目、山东省自然基金项目等纵向项目6项，企业横向项目十余项，国际合作项目4项。参与过国家973项目，山东省重大科技专项以及横向课题多项。2012年获山东省教育厅资助，在美国Akron大学访学半年，将世界著名橡胶专家John Dick著作《提高橡胶胶料性能实用方案1500例》翻译出版。目前已发表学术论文近100篇，其中SCI、EI收录30余篇，已授权国家发明专利4项，获得市厅级科技奖励2项。主讲本科生双语课程《复合材料概论》。2013年被青岛市妇联评委“青岛市三八红旗手”。