背景介绍
PET是世界上五大通用工程塑料之一，其良好的加工性能、优异的机械性能和低成本等优点而受到越来越多的关注，在聚酯纤维、饮料瓶和电子电器包装方面有着广泛的应用。然而，由于PET材料较差的氧气阻隔性能限制了食品包装领域的应用。为了提高PET基材料的阻隔性能，利用双向拉伸工艺制备了高阻隔的PET基薄膜。
文献解读
近日，江南大学化学与材料工程学院马丕明教授课题组在高阻隔双向拉伸PET/PGA薄膜的制备与应用方面取得了新进展。研究人员利用聚乙醇酸（PGA）作为改性剂，首先通过熔融共混制备了PET/PGA共混物，再利用双向拉伸工艺制备了不同拉伸比的BO-PET/PGA薄膜（图1）。
图1 BO-PET/PGA薄膜的制备流程示意图
结果表明，当20 wt%的PGA的加入，PET的水蒸气透过系数（WVP）和氧气透过系数（OP）都有所降低。当PET/PGA共混物经过双向拉伸后，在拉伸比为λ=3×3时，BO-PET/PGA薄膜的WVP和OP分别为0.85和0.25×10-14 cm3·cm/cm2·s·Pa，与纯PET相比，其水蒸气阻隔性能提高60%，氧气阻隔性能则是提高一个数量级（图2和图3）。
图2 PET、BOPET和BO-PET/PGA薄膜在不同拉伸比下的水蒸气透过系数
图3 PET、BOPET和BO-PET/PGA薄膜在不同拉伸比下的氧气透过系数
结果表明，PET/PGA共混物在双向拉伸拉伸过程中，分散相PGA由球状结构在双向拉伸力的作用下转变为层状结构，并且PGA相的尺寸随着拉伸比的增大而增大，有效地增加气体分子的渗透时间和路径（图4和图5）。
图4 BO-PET/PGA薄膜在不同拉伸比下的SEM图片（a/a’） λ=1×1，（b/b’） λ=2×2，（c/c’） λ=3×3，（a’’/b’’/c’’）PGA相的尺寸分布
图5 BO-PET/PGA薄膜的阻隔机理的简化示意图
该工作为制备高阻隔双向拉伸PET/PGA薄膜提供了一种切实可行的方法，并有望用于食品包装领域，相关成果以题为“Mono-Layer Films with Superior Barrier Properties and Full Recyclability: The System of Poly(ethylene terephthalate)/Poly(glycolic acid)”发表于Polymer（Volume 265, 16 January 2023, 125594）。该工作主要由江南大学化学与材料工程学院硕士研究生邵航航完成，马丕明教授为该论文的通讯作者。该成果得到了国家自然科学基金、江苏省杰出青年基金等项目的资助。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032386122010825
