聚乳酸摻合體為基材之奈米複合材料與發泡體製備暨鑑定：填充劑種類與超臨界二氧化碳發泡條件效應

生物基高分子(Biopolymers)是解決傳統高分子造成環境負面效應的主要答案，但性質較弱、加工條件(window)窄與價格較高為其缺點；將高分子奈米複合材料研發經驗套用於「生物基高分子」改質上，是產、學界研發重要方向之一。超臨界流體在工業製程上逐漸展現潛力，如能進一步將超臨界二氧化碳(scCO2)發泡技術，應用於製備生物基高分子奈米複合材發泡體(Foams)，經濟效益與應用領域的提升令人期待。PLA是具應用潛力的生物基可降解高分子，惟韌性與耐熱性不足，開發PLA為基材的摻合體/奈米複合材料與發泡體是改善PLA弱點的重要途徑，是值得投資的研發工作。PBAT是較新穎的可降解聚酯，因為韌性佳，可作為PLA的增韌摻混夥伴；PC是具高耐熱性與韌性的工程塑膠，可用於改善PLA缺點，同時可提升本身環保附加價值。然而，PLA/PBAT、PLA/PC摻合系統不相容，須加入適當相容化劑，始可令摻合發揮預期功效。本三年期計畫將藉由調控加工混摻與scCO2發泡條件，製備以PLA/PBAT與PLA/PC摻合體(含相容化劑)為基材之奈米複合材料暨發泡體，並進行樣品「熱性質」、「機械性質」、「流變/電學性質」、「微相形態/泡體結構」與「生物降解性」等分析。本實驗室已初步確認未改質nanoCB、CNT與GNP等奈米填充劑可均勻分散於PBAT、PC基材，計畫第一年將研究PLA/PBAT摻合體分別與nanoCB與CNT形成複合材料/發泡體之相形態(結構)與諸多性質，藉由調控摻混及scCO2發泡條件，使nanoCB/CNT於摻合體中達奈米級(選擇性)分散狀態，並引發奈米泡孔！第二年計畫將nanoCB及CNT分別添加入PLA/PC摻合體，探討複合材料/發泡體是否呈現(double) percolation與填充劑選擇性分散現象，並研究「摻混/發泡條件-相形態-物理性質」關係！第三年計畫將不同尺寸GNP為填充劑，製備PLA/PBAT、PLA/PC摻合體為基材之奈米複合材料/發泡體，與前二年計畫成果相比較，探討不同形狀/尺寸之碳素填充劑與摻混比例，對所製備奈米複合材料/發泡體結構與物性的影響，尤其對基材導電展透現象與選擇性發泡(雙重泡體)效應各如何？並確認特定功能性需求最佳配方。* PLA:聚乳酸；PBAT:聚己二酸丁二酯-共-對苯二甲酸酯；PC:聚碳酸酯；nanoCB: 奈米碳黑；CNT:多壁奈米碳管

系統編號:PB10907-2463
原計畫編號:MOST109-2221-E182-057-MY3