研究背景：

聚乳酸（PLA）是目前最好的生物塑料之一，高拉伸强度和生物相容性。然而，PLA在机械性能方面的低断裂伸长率导致PLA的高脆性，这在一定程度上抑制了其可持续发展。许多研究人员在解决PLA脆性方面取得了显著进展，包括与柔性聚合物的熔融共混、共聚和塑化。LG可以被视为与PLA结合的增韧剂，以有效地克服PLA的固有脆性，这对于改善PLA膜的应用很有潜力。

研究内容：

卢布林居里夫人大学的Beata Podko´scielna等人采用木质素接枝丙交酯作为增韧剂，研究了增韧聚乳酸的绿色改性方法，如图1所示。首先，以1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU）为催化剂，通过开环聚合（ROP）合成了木质素-丙交酯接枝共聚物（LGg-LA）。此外，LG表面的酚羟基和部分羧基羟基被选择性地烷基化以增加其反应位点，然后烷基化木质素（GLG）的剩余羟基与LA接枝以制备烷基化木素丙交酯接枝共聚物（GLG-g-LA）。最后，通过溶液浇铸将PLA和接枝共聚物混合以制备PLA/木质素复合膜。对PLA/木质素复合膜的力学、热、形貌和阻隔性能进行了表征。因此，高性能聚乳酸/木质素复合膜可能是包装领域的一种有前景的替代材料。

主要研究结果：

1.LG及其衍生物的表征

2.PLA/木质素复合膜的微观结构

图2（a1、b1、c1、d1、e1）拉伸测量前后（a2、b2、c2、d2、e2）PLA/木质素复合膜的横截面微观结构。

3.PLA/木质素复合膜的热行为

4.PLA/木质素复合膜的力学性能

5.PLA/木质素复合膜的阻隔性能

研究结论：

通过开环聚合，从木质素的高度亲核脂肪族羟基优先接枝，成功合成了一种低成本、全生物基增韧剂（GLG-g-LA共聚物），然后与PLA混合，制备PLA/木质素复合膜。31P-NMR结果表明，GLG的酚羟基完全接枝，一些羧基羟基选择性接枝。GLG-gLA2共聚物的接枝率提高到6.78%。含有5wt%GLG的PLA/GLG-gLA2复合膜显示出最佳的机械性能。在获得1169MPa弹性模量的前提下，PLA/GLG-g-LA2复合膜的断裂伸长率从1.91%提高到41.98%，表明PLA膜的塑性和韧性得到了很大提高。SEM图像显示GLG-g-LA2共聚物可以更均匀地分散在PLA基体中。总体而言，PLA/GLG-g-LA复合膜具有高延伸率、优异的紫外线阻隔性、耐水性和可控的气体渗透性，在活性食品包装和紫外线防护材料中具有广阔的应用前景。

参考文献：

Alkylated lignin with graft copolymerization for enhancing toughness of PLA

原文链接：

https://link.springer.com/article/10.1007/s10853-022-07101-2