近日，斯图加特大学塑料技术研究所(IKT)正与拜罗伊特大学聚合物材料教席联合开展研究，聚焦改性PLA–PHA混合物的发泡特性。该研究项目的核心目标是开发生物基颗粒泡沫材料，最终有望替代以石油为原料的传统材料(如发泡聚苯乙烯PS)。
从发泡聚乳酸(PLA，左图)，含20%PHBV的 PLA 共混物(右图)的微观形态可见，在未进行额外改性的情况下，共混组分 PHBV 对泡沫材料的密度与孔结构产生了显著影响。
研究重点在于改善PLA的加工性能 —— PLA较低的熔体强度一直是其发泡成型的主要技术瓶颈。通过与PHA共混，研究人员旨在针对性优化材料的力学性能与加工工艺特性。
此外，团队还计划对混合物与表面活性添加剂进行反应性挤出处理，以制备出低密度、细孔结构的特殊材料，适配颗粒泡沫的应用需求。
PLA与PHA的共混设计旨在整合两种材料的核心优势：PHA具备生物可降解性，而PLA则在成本与供应稳定性方面更具优势。
值得注意的是，两种共混组分的熔融温度区间存在差异，这一特性被认为对发泡过程具有积极作用。
由于工艺参数与材料参数均会对发泡效果产生关键影响，研究团队将通过材料模型来揭示这些复杂因素之间的关联。该模型将借助机器学习技术持续优化完善。此次合作项目整合了斯图加特大学塑料技术研究所(IKT)在生物聚合物加工领域的专业经验，以及拜罗伊特大学团队在泡沫材料加工与数字化技术方面的核心能力。
该研究的长期目标是实现可持续颗粒泡沫材料的规模化供应，为现有传统塑料泡沫提供环保替代方案。
