聚己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯（PBAT）兼具优异的生物降解性、韧性、延展性与成膜加工性能，应用前景广阔。但PBAT仍存在机械强度偏低、耐老化性与气体阻隔性不足、原料成本偏高等短板，严重制约其规模化推广。聚碳酸亚丙酯（PPC）具有良好的可降解性、高模量与优异气体阻隔性能，与PBAT共混有望实现性能互补。然而，两者化学结构及熔体粘度差异显著，导致复合体系界面相容性差，力学性能劣化，功能难以协同兼顾。因此，如何通过简便、高效的界面改性策略与功能性填料设计，构建界面相容、性能协同、成本可控的可降解复合材料，仍是推动可降解塑料应用的关键技术瓶颈。

图1 原位界面改性工艺及反应示意图

  近日，华南理工大学刘伟峰与广东工业大学邱学青团队带来创新突破——将工业碱木质素（AKL）引入PBAT/PPC二元复合体系，充分发挥其丰富含氧极性基团、苯环π-π共轭体系的结构特性优势，为界面改性提供充足活性位点，并同步赋予材料耐老化、紫外屏蔽以及降低成本等多重价值，既能助力制备综合性能优异的可降解复合材料，也能推动木质素这一大宗工业副产物的高值化利用。

  针对木质素自身团聚严重、与PBAT/PPC界面作用差而导致力学性能劣化的核心科学问题，团队引入低成本反应型增容剂4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI），借助双螺杆挤出机高效的高温共混工艺，实现无溶剂型原位界面反应，优化木质素、PPC填料在PBAT基质中的分散性，同时以木质素为多功能交联节点构筑强韧型化学交联网络，以强化界面作用与链段约束。其中，最优配方P75p25L15M6（15份木质素以及6份MDI），其强度与韧性分别达到29.5 MPa 和 73.8 MJ·m^-3，较未改性体系P75p25L15，分别提升58.6% 和 10.5%。

  得益于强韧型交联体系以及均匀致密的填料渗滤网络，该复合材料还兼备优异的气体阻隔性及耐老化性能：最优配方的水汽、氧气透过率较纯PBAT分别下降72.1%和48.6%，其改性效果远超以往报道；经50 ^oC紫外老化12天后，拉伸强度和断裂伸长率保持率分别达到117.9% 和 110.5%，且复合薄膜可实现近紫外区光源近乎完全的屏蔽。

图2 (a-c)：力学性能及增强增韧机制；(d-f)：气体阻隔性能及机理；(g-i)：耐老化性能及机理

  团队设计的原位界面改性策略，通过界面微结构调控，成功实现木质素/PBAT/PPC三元复合体系多种宏观性能的协同提升。综合上述性能评估结果，该复合体系在除草地膜、食品包装等领域展现出广阔应用前景，更为传统难降解材料的可持续替代、木质素等大宗工业废弃物的高值化利用提供了全新思路。相关成果以“An efficient and solvent-free in-situ interfacial modification strategy for lignin/PBAT/PPC composites with synergistically enhanced mechanical, barrier, and aging-resistant performance”为题，近期发表于Chemical Engineering Journal。论文第一作者为华南理工大学化学与化工学院2023级硕士生李佳欣，华南理工大学刘伟峰研究员和黄锦浩高级实验师为论文通讯作者。该成果得到国家自然科学基金（项目编号：22222805、22038004、22478133、U23A6005）以及广东省化学与精细化工实验室揭阳中心的资助。

  原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.173296

  近年来，该团队始终聚焦木质素生物质资源在高分子材料体系中的高值化利用研究，立足国家战略需求，直面并攻克木质素应用关键技术难题。团队充分挖掘木质素的天然结构特性与潜在功能优势，在木质素改性橡胶、塑料、聚氨酯、胶黏剂等多个体系中，通过精细的界面微结构设计与调控，实现各类复合体系多种功能的有效整合，为木质素这一大宗工业废弃物在高分子材料领域的高值化利用探索了新理论、开辟了新方法。团队热枕欢迎各界同仁交流合作，携手推动相关技术的实践突破。