研究背景：

抗菌塑料因其在包装、家电和卫生材料等方面的众多应用而引起了广泛关注。传统的抗菌改性策略是与抗菌剂进行物理或化学共混，这是一种高效且经济的策略，可以使塑料具有抗菌功能。广泛的化合物已被用于抗菌剂，包括无机或有机物种，如氧化锌，银纳米颗粒，季铵盐和n-卤胺等。但与基质相容性差、成本高、抗菌成分浸出、抗菌耐久性差，限制了其应用潜力。聚合物基抗菌剂具有持久、不浸出的优点，可赋予塑料材料抗菌性能。

研究内容：

华东理工大学的张琰等人研制了一种以PHMG和木质素为主要原料的绿色抗菌剂。通过化学接枝的方法(木质素-g-PHMG，简称L-g-P)将PHMG接枝到木质素上，引入到聚(丁二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二酯)/木质素基质中。在开发的复合生物塑料中，PBST可以提供良好的热稳定性、力学性能和生物降解性。木质素起到了塑料基质的作用，提供了抗氧化剂和抗菌性能，并提高了拉伸强度。此外，L-g-P组分可以进一步提高与木质素的协同抗菌活性，PHMG在材料中的稳定性和不浸出性是抗菌材料安全性的重要因素。本文首次提出将木质素与PHMG复合，以提高木质素的抗菌活性，制备抗菌PBST/木质素复合材料。研究了木质素接枝改性对复合材料性能的影响，以促进木质素的多功能利用。

主要研究结果：

1.木质素-g-phmg的合成路线。

2.(a)木质素、PHMG和L-g-P的FT-IR光谱;(b)木质素、PHMG和L-g-P在2000-500 cm−1范围内的FT-IR光谱。

3.（a） 木质素和木质素-g-PHMG的XPS光谱，（b）木质素-g-PHMG的N1s峰分裂光谱。

4.（a）PBST、P/L系列复合材料、（b）P/L和P/L/L-g-P系列复合材料的FT-IR光谱。

5.PBST, P/L10%, P/L20%, P/L10%/L-g-P1%, P/L10%/L-g-P2%, P/L10%/L-g-P4%的SEM图。

6.PBST、木质素、P/L和P/L/L-g-P复合材料的TGA（a，c）和DTG（b，d）谱图。

7.(a）PBST，P/L系列复合材料，（b）P/L/L-g-P系列复合材料的DSC曲线。

8.(a）PBST和P/L复合材料，（b）P/L/L-g-P复合材料的XRD数据分析。

9.(a) PBST、P/L和P/L/L-g-P复合材料的拉伸性能，(b) PBST、P/L和P/L -g-P复合材料的应力-应变曲线。

10.PBST、P/L和P/L/L-g-P复合物对（a）金黄色葡萄球菌和（b）大肠杆菌的抑制作用；（c）金黄色葡萄球菌和（d）大肠杆菌在不同样品中的生长曲线。

11.木质素和L-g-P对PBST的增强作用及其抑菌机制。

研究结论：

通过简单的接枝改性合成了一种抗菌剂L-g-P。将L-g-P引入到PBST/木质素复合材料中，由于木质素和L-g-P的协同作用，所开发的生物塑料具有有效的抗菌性能。此外，木质素的加入使P/L复合材料的抗拉强度有所提高。P/L10%/L-g-P2%试样的抗拉强度和断裂伸长率分别达到20.69 MPa和414.88%。其良好的抗拉强度和韧性是由于木质素与PBST基体之间存在较强的氢键相互作用。由于木质素的酚类结构，PBST/木质素复合材料具有一定的抗氧化性能，并对含氧活性自由基有一定的清除作用。P/L10%/L-g-P2%的自由基清除活性为97.10%。因此，该工作提出了一种以生物质木质素和PHMG为原料制备抗菌生物塑料的创新方法，具有包装和化妆品等行业的潜在应用前景。

参考文献：

Antibacterial and high-performance bioplastics derived from biodegradable PBST and lignin

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/journal/industrial-crops-and-products