塑料薄膜大量用作包装膜和地膜，在日常生活、工业和农业中已成为不可或缺的一部分。这些塑料薄膜产品通常被一次性使用或使用寿命短，大多不可回收，使其占生活垃圾的很大一部分。尽管塑料带来了便利和高端价值，但传统石油基塑料薄膜的大量使用带来的严重的环境问题仍然不容忽视。而通过可生物降解聚合物制备得到的薄膜在使用期后可以堆肥降解为CO₂、H₂O和生物质，因此，使用可生物降解的薄膜可以为解决严重的塑料薄膜污染问题提供有效的策略。然而，由于相当低的熔体强度、较差的加工性和脆性，聚乳酸(PLA)尚未实现其作为先进的生物基和可生物降解薄膜替代化石基聚合物薄膜的承诺。

本工作中，我们提出了一种新的，可行的策略通过两步反应性挤出制备PLA 共价适应性网络（CANs）。首先将马来酸酐（MA）接枝到PLA链上，然后基于环氧酸酐化学和Zn²⁺催化的酯交换反应，在双螺杆挤出机中原位构建PLA CANs。利用这种方法制备得到的PLA CANs可望实现工业上的规模化制备。其中，Zn²⁺ 和MA之间的离子偶极相互作用削弱了Zn²⁺与PLA链上的酯基的络合，维持了PLA CANs的热稳定性。PLA CANs在拉伸流动下表现出应变硬化行为，表明PLA的熔体强度被显著提升。此外，高温下动态共价键的加速交换和机械活化的离子偶极力相互作用的解耦合结合促进了宏观流动，为PLA CANs提供了快速再加工性能。因此，PLA CANs可以通过挤出吹膜进行稳定加工，吹胀比高达3.71。有趣的是，在吹膜过程中高度弹性拉伸的柔性交联网络使薄膜在收卷方向(MD)和吹胀方向(TD)上都表现出令人意想不到的增强的延展性。此外，就低的二氧化碳排放量、低的化石资源依赖性和生物降解潜力而言，PLA CANs薄膜对环境的影响低于石油基塑料薄膜。这种以ESO作为动态交联位点构建的PLA CANs的策略可将增强的熔体强度和韧性相结合，将为制备先进的PLA薄膜以应对严重的塑料薄膜污染开辟一条新途径。

Yong-Bo Liu, Zhao Xu, Zheng-min Zhang, Rui-Ying Bao*, Ming-Bo Yang, Wei Yang*

录用时间：2023年6月7日

全文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/gc/d3gc00999h