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CN117417507A - 一种高强高韧的改性pbat材料及其制备方法 - Google Patents

一种高强高韧的改性pbat材料及其制备方法 Download PDF

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CN117417507A
CN117417507A CN202311371437.1A CN202311371437A CN117417507A CN 117417507 A CN117417507 A CN 117417507A CN 202311371437 A CN202311371437 A CN 202311371437A CN 117417507 A CN117417507 A CN 117417507A
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small molecule
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石玲英
费志雄
杨科珂
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Original Assignee
Sichuan University
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Abstract

本发明属于高分子材料领域，涉及一种高强高韧改性PBAT材料及其制备方法。本发明提供一种改性PBAT材料，所述改性PBAT材料的原料包括分子较低的PBAT、二异氰酸酯和小分子扩链剂，且所述改性PBAT材料由各原料通过熔融共聚制得；其中，所述小分子扩链剂选自：戊二胺、5‑(2‑羟乙基)‑6‑甲基‑2‑氨基尿嘧啶、己二酸二酰肼、N，N‑二(2‑羟乙基)草酰胺或1,6‑双(羟乙氧羰基氨基)己烷中的一种。本发明所得改性PBAT材料具有良好的机械强度，可达18～55MPa，以及增强的断裂韧性(>350MJ/m3)，断裂伸长率可达800～1700％。

Description

一种高强高韧的改性PBAT材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，涉及一种生物基环保型高强高韧的可降解生物基PBAT材料及其制备方法。
背景技术
随着科技进步和社会生产力的不断提高，人类对资源的消耗也急剧增加，不仅导致了不可再生资源的日益枯竭，而且造成严重的生态破坏和环境污染。因此，为当前使用的不可再生产品找到合适的生物基可持续性材料替代产品已成为当今材料科学研究的重要焦点。塑料污染是目前最紧迫的环境问题之一，全球塑料产量从1950年的230万吨增加到2015年的约4.5亿吨，预计到2050年将达到9亿吨。大多数传统塑料产品都是用石油基聚合物制造的，而且大多数石油基聚合物都是不可生物降解的，大量废弃塑料导致了“白色污染”。以白色污染的典型代表“包装行业”为例，在过去的10年中，塑料袋是仅次于纸张和纸板的第二大包装废物，据欧盟统计在2019年产生的所有包装塑料废物的回收率仅为40％。废弃塑料在长时间的物理和化学刺激下可少量分解，从而产生二次微塑料和纳米塑料污染，这些塑料微颗粒在地球环境中的积累会对人类、野生动物及其栖息地产生十分不利的影响。
以生物基可再生资源为原料，设计制备可生物降解的高分子材料，以生产用于工业开发的创新型“生物塑料”，是解决资源短缺与环境污染的重要策略。在过去的二十年中，已经提出并研究了许多生物基和可生物降解聚合物以取代由化石燃料基不可降聚合物。然而，迄今为止，生物基材料在包装以及一次性餐具(如吸管，勺子等)中的使用因其较差的阻隔性能和较弱的机械性能而受到限制。
聚己二酸/对苯二甲酸-丁二醇酯(PBAT)是一种重要热塑性生物可降解塑料，它是由对苯二甲酸、己二酸、1,4-丁二醇为原料通过酯化或酯交换反应合成的，具有优异的抗拉伸、抗冲击、高耐热性及短时间内能被天然生物酶降解的特性，PBAT材料不仅可以生物降解也可堆肥，可应用于全降解包装用薄膜、全降解包装袋、农业地膜等。然而，即使PBAT材料仍然表现出较差的机械强度(<18MPa)，这极大地限制了PBAT在各大领域的应用。因此，对于PBAT材料的改性增强策略显得尤为重要。最为典型的改性策略通过PBAT与脆而硬的聚乳酸(PLA)材料进行复合，然而，PBAT与PLA的相容性较差，二者共混加工时产品均匀性不佳，存在制品致密性较差，产品存在微气孔或微气泡等问题。
科研工作者们主要集中PBAT与PLA以及淀粉等其他高分子进行复合改性，但单纯以PBAT作为主要聚合物的合成改性较少被关注。
发明内容
针对上述缺陷，本发明通过可提供多重氢键相互作用的生物基扩链剂与大分子PBAT进行扩链的方法实现了PBAT分子量的提高以及高分子链间作用力的增强，从而制得了高强度高韧性的可降解生物基改性PBAT材料。所述改性PBAT材料可采用数均分子量约为3000-30,000g/mol的羟基或羧基封端PBAT预聚物，与生物基二异氰酸酯(如PDI)和生物基小分子扩链剂，通过熔融共聚的聚合实施方法得到。所得改性PBAT材料具有良好的机械强度(18～55MPa)以及增强的断裂韧性(>350MJ/m3)，断裂伸长率可达800～1700％。
本发明的技术方案：
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种改性PBAT材料，所述改性PBAT材料的原料包括PBAT、二异氰酸酯和小分子扩链剂，且所述改性PBAT材料由各原料通过熔融共聚制得；其中，所述小分子扩链剂选自：戊二胺(PDA)、5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基尿嘧啶(UPy)、己二酸二酰肼(ADH)、N，N-二(2-羟乙基)草酰胺(BHO)或1,6-双(羟乙氧羰基氨基)己烷(BHH)中的一种。
进一步，各原料的质量比为：PBAT 80～96重量份，二异氰酸酯3.0～8.0重量份，小分子扩链剂1.6～12.0重量份。PBAT二醇(或二酸)、二异氰酸酯(PDI)和小分子扩链剂的摩尔投料比为1：2～2.5：1～1.5。
进一步，所述二异氰酸酯包括：五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯
优选的，所述二异氰酸酯为生物基二异氰酸酯。更优选的，所述二异氰酸酯为五亚甲基二异氰酸酯(PDI)。
进一步，所述PBAT为数均分子量为3000～20,000g/mol的羟基或羧基封端的PBAT预聚物。
进一步，所述PBAT选自下述结构的物质：
进一步，所述改性PBAT材料的机械强度为18～55MPa，断裂伸长率为800～1700％。
本发明要解决的第二个技术问题是提供上述改性PBAT材料的制备方法，所述制备方法选自下述方法中的一种:
方法一(两步法(或预聚法))：先将PBAT和二异氰酸酯在催化剂的作用下于150～180℃预聚反应0.5～1h；然后加入小分子扩链剂于180～240℃扩链反应0.5～2h，制得所述改性PBAT材料；
方法二(一步法)：将PBAT、二异氰酸酯、小分子扩链剂和催化剂于180～240℃扩链反应0.5～3h，制得所述改性PBAT材料。
进一步，上述方法中，所述PBAT使用前需去除残余水，如于100℃下抽真空0.5-2h去除残余水。
进一步，上述方法中，所述催化剂选自：辛酸亚锡(Sn(Oct)2)或二月桂酸二丁基锡(DBTDL)等。
进一步，上述方法中，采用有机锡催化剂加速聚合反应，以DBTDL为例，其用量为单体PBAT质量的0.5～1wt％。
本发明解决的第三个技术问题是提供一种提高PBAT预聚物分子量的方法，所述方法为：在PBAT预聚物中引入二异氰酸酯和小分子扩链剂，通过熔融共聚制得改性PBAT；其中，所述小分子扩链剂选自：戊二胺(PDA)、5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基尿嘧啶(UPy)、己二酸二酰肼(ADH)、N，N-二(2-羟乙基)草酰胺(BHO)或1,6-双(羟乙氧羰基氨基)己烷(BHH)中的一种。
进一步，PBAT、二异氰酸酯和小分子扩链剂的质量比为：PBAT 80～96重量份，二异氰酸酯3.0～8.0重量份，小分子扩链剂1.6～12.0重量份。PBAT二醇(或二酸)、PDI和小分子扩链剂的摩尔投料比为1：2～2.5：1～1.5。
本发明要解决的第四个技术问题是提供一种通过超分子相互作用提高PBAT强度和韧性的方法，所述方法为：在PBAT预聚物中引入二异氰酸酯和小分子扩链剂，通过熔融共聚制得改性PBAT；其中，所述小分子扩链剂选自：戊二胺(PDA)、5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基尿嘧啶(UPy)、己二酸二酰肼(ADH)、N，N-二(2-羟乙基)草酰胺(BHO)或1,6-双(羟乙氧羰基氨基)己烷(BHH)中的一种。
进一步，PBAT、二异氰酸酯和小分子扩链剂的质量比为：PBAT 80～96重量份，二异氰酸酯3.0～8.0重量份，小分子扩链剂1.6～12.0重量份。PBAT二醇(或二酸)、PDI和小分子扩链剂的摩尔投料比为1：2～2.5：1～1.5。
本发明的有益效果：
1、本发明直接以双羟基封端(或含部分羧基)的低分子量PBAT为基础，利用全生物基的多异氰酸酯和小分子扩链剂，在无需溶剂的情况下进行扩链反应，在较短的反应时间内即可制备出改性PBAT材料。相比原料PBAT，所得改性PBAT材料具有显著增大的分子量和增强的力学强度和断裂韧性，相比于商用高分子量PBAT，也具有显著增强的力学强度和断裂韧性；所述改性PBAT材料的拉升强度可达52MPa，断裂伸长率可达1601％，断裂韧性可达390MJ/m3。
2、本发明所得的改性增强增韧PBAT材料具有高强度、高韧性以及力学性能可调性，通过改变共聚单体含量以及不同类型扩链剂的复合使用配比，可以有效调控改性PBAT材料的机械性能。
3、本发明所得的改性增强增韧PBAT材料具有良好的可重塑加工性，可以通过热压等方式多次重塑，短期内材料性能保持率较高。
4、本发明所得的改性增强增韧PBAT材料具有高度可生物降解性以及生物基性质，符合当前背景下对“白色污染”以及“化石能源枯竭”等问题的应对策略，具有可持续发展性。
5、本发明所得的改性增强增韧PBAT材料所带来的可调节的高强度、高韧性使其在一次性包装，一次性餐具等，可控降解结构件/植入件领域具有显著的应用价值。
6、本发明制备步骤操作工艺简单，原料易得且均为全生物基材料，反应过程无溶剂，无需担心化学试剂污染以及回收问题，可控性、重现性好，改性反应产物也不需要复杂的化学处理过程，非常适合大规模工业生产。
附图说明
图1：本发明所使用的预聚法(两步法)扩链反应通式，所得改性PBAT材料命名为PBAT-Rx-S。
图2：本发明所使用的一步法扩链反应通式，所得改性PBAT材料命名为PBAT-Rx-T。
图3：实施例1-3中分子量为7,200g/mol的PABT原料的应力-应变曲线如图3所示，其中PABT-1对应实施例1，PABT-2对应实施例2，PABT-3对应实施例3。
图4：实施例1所得改性PBAT材料(a)PBAT-Upy，(b)PBAT-BHO，(c)PBAT-ADH材料的拉升曲线。
图5：实施例2所制备的PBAT-BHH材料的热稳定性结果。
图6：实施例2所制备的PBAT-BHH-S1材料铸膜样品照片。
图7：实施例2所制备的PBAT-BHH-Sx薄膜样条的应力-应变曲线。
图8：实施例3所制备的PBAT-BHH-T1材料直接拉出反应瓶冷却后的照片(左图)，PBAT-BHH-T2材料在甲醇中沉淀产物照片(右图)。
图9：实施例3所制备的PBAT-BHH-T1材料的薄膜照片以及剪裁的拉伸样条的照片。
图10：实施例3所制备的PBAT-BHH-Tx材料薄膜样条的应力-应变曲线。
具体实施方式
本发明通过一种或多种含有双羟基或双氨基的小分子作为改性扩链剂，通过扩链反应实现PBAT力学性能的改善，小分子扩链剂可以在增大PBAT聚合物分子量的同时，引入多重氢键超分子相互作用，所选择的小分子扩链剂可以引入不同结合强度和密度的氢键，从而调控PBAT大分子链间的相互作用力；分子间/内氢键、PBAT晶区以及软硬段微相分离结构为改性PBAT材料带来了增强和增韧的效果，极大提高了PBAT材料的力学性能，从而实现PBAT材料的增强和增韧。
本发明通过熔融共聚制得了改性PBAT材料，实现了PBAT材料的增强增韧，聚合反应中所用到的主要原料分别为A、B、C三个组分；其中A组分为：双羟或双羧基封端的PBAT；B组分为：二异氰酸酯(五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯\异佛尔酮二异氰酸酯\二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯),优选生物基二异氰酸酯五亚甲基二异氰酸酯(PDI)；C组分为：生物基小分子扩链剂，可选用：戊二胺(PDA)、5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基尿嘧啶(UPy)、己二酸二酰肼(ADH)、N，N-二(2-羟乙基)草酰胺(BHO)、1,6-双(羟乙氧羰基氨基)己烷(BHH),以上五种生物基来源的小分子扩链剂分别可引入自由结合的双重氢键、强二聚倾向的四重氢键、自由结合的六重氢键、自由结合的密集四重氢键以及自由结合的疏松四重氢键。除UPy引入的强二聚四重氢键以外，其他四种多重氢键数量均以一个扩链剂单元能形成的最大氢键数为标准，三者的主要区别在于形成氢键的单元(酰胺键和/或氨基甲酸酯键和/或脲键)单元之间的亚甲基间隔数量(0～6个亚甲基)。以上各种氢键超分子相互作用的区别主要为PBAT改性聚合物带来不同的氢键密度，不同的氢键结合强度并进一步带来不同的大分子链间相互作用力，由此产生不同的力学性能。本发明可采用的扩链剂的结构如下所示。
此外，本发明还可通过改变生物基小分子扩链剂的类型，改变氢键密度可制备得到了一系列机械性能可调的PBAT改性材料，可以极大程度的扩展PBAT的应用领域。同时，本发明采用全生物基原料作为扩链剂实现PBAT材料的增强增韧，在提高力学性能的同时，保证了其生物基来源和生物可降解特性，有望制备出高性能的可降解全生物基PBAT材料。
本发明所采用的两步法(或预聚法)扩链反应通式如图1所示。所采用的一步法扩链反应通式如图2所示。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实例范围之中。
本发明实施例中，PBAT购自彤程新材或金发科技公司；ADH购自为Adamas；PDI购自三井Stabio；小分子扩链剂Upy，BHO,BHH为自己合成；
本发明实施例中小分子扩链剂采用下述方法制得：
所述的UPy采用以下方法合成：
合成原料如下：α-乙酰基-γ-丁内酯、碳酸胍、三乙胺、乙醇；其中乙醇为反应溶剂，其他三种原料投料摩尔比为α-乙酰基-γ-丁内酯：碳酸胍：三乙胺＝2：1：2.1。
具体制备方法如下：称取预定量的原料(α-乙酰基-γ-丁内酯12.83g，碳酸胍9.01g，三乙胺10.63g)依次加入250ml三颈烧瓶中，加入乙醇100ml搅拌溶解。采用球形冷凝管进行冷凝回流反应，80℃反应12h。随反应进行，溶液体系逐渐变黄、出现白色浑浊物。
后处理：直接过滤，然后用乙醇和水交替洗涤滤饼三次；在水中调节pH为6.5左右，搅拌10min，最后在乙醇中重结晶，再次过滤，45℃真空干燥24h得纯净产物UPy。
所述的BHO采用以下方法合成：
合成原料如下：草酸二乙酯，乙醇胺，乙醇；其中乙醇是反应溶剂，另外两种原料投料摩尔比为草酸二乙酯：乙醇胺＝1：3。
具体操作如下：称取草酸二乙酯(14.51g)在三颈烧瓶中溶于100ml无水乙醇(GR，99.8％)中；搅拌下向瓶中缓慢滴入乙醇胺(18.32g)，溶液逐渐变白，室温反应24个小时，抽滤后用无水乙醇洗涤固体产物，60℃真空干燥24h，得到白色固体粉末BHO。
所述的BHH采用以下方法合成：
合成原料如下：碳酸乙烯酯，1.6-己二胺。无需反应溶剂，两种原料投料摩尔比为碳酸乙烯酯：1.6-己二胺＝2～2.1：1。
具体操作如下：按预定量称取原料(碳酸乙烯酯18.49g，1.6-己二胺11.62g)加入圆底烧瓶中，直接加热至60℃，搅拌1h至无气泡产生，升温至95℃，继续反应3小时，抽真空至无气泡产生，加入DMF溶解，用冰二氯甲烷/冰正己烷沉淀，抽滤后60℃真空干燥24h，得纯净产物BHH。
本发明实施例中力学性能测试使用119INSTRON万能材料实验机测试；热重分析使用217耐驰热重分析仪测试。
实施例1
以双羟基封端的PBAT与PDI和小分子扩链剂Upy、BHO和ADH中的一种，通过两步法(或预聚法)制备改性PBAT材料，包括以下步骤:
(1)称取一定量的羟基封端的分子量为7，200g/mol的PBAT二醇于具支圆底烧瓶中，在100℃下抽真空1h，以除去残余水。
(2)称取预定量的PDI(可在化学计量比基础上过量10％)和DBTDL加入烧瓶中，在180℃下预聚0.5h，得到预聚物。
(3)称取预定量的小分子扩链剂Upy(或BHO，ADH)，加入烧瓶中，180℃下继续反应0.5h，得到改性PBAT材料,分别命名为PBAT-Upy，PBAT-BHO，PBAT-ADH。
实施例1的原料配方如表1所示。
表1实施例1扩链反应配方
实施例1中，组分C扩链剂与组分A的PBAT原料摩尔比例为1:1，组分B与组分A+C总摩尔比例为1:1，控制反应时间反应时间，制备出分子量为18-23kg/mol的PABT材料。相比于PBAT原料，共聚物的分子量增加2-3倍。
对原料PBAT以及实施例1所制备的较低分量的PBAT材料的进行了力学性能表征。PABT原料的应力-应变曲线如图3所示，拉伸实验证明PABT原料的拉伸强度仅为8MPa，断裂伸长了为160％左右。PBAT-Upy，PBAT-BHO，PBAT-ADH材料的拉升曲线如图4和表2所示。随着Upy，BHO的双重氢键到ADH的六重氢键，共聚物的力学强度不断增加，分子量2.5g/mol的PBAT-ADH的断裂强度达到13.5MPa，断裂伸长率达到550％。相比原料，力学强度和韧性都有较大提升。
表2 PBAT原料及实施例1制备的改性材料的拉伸行性能
实施例2
以双羟基封端的PBAT与PDI和BHH扩链剂，通过两步法(或预聚法)制备改性PBAT材料为例，具体步骤如下：
(1)称取一定量的羟基封端的分子量为7，200g/mol的PBAT二醇于具支圆底烧瓶中，在100℃下抽真空1h，以除去残余水。
(2)称取预定量的PDI(可在化学计量比基础上过量10％)和DBTDL加入烧瓶中，在180℃下预聚0.5h，得到预聚物。
(3)称取预定量的小分子扩链剂BHH，加入烧瓶中，180～220℃下继续反应1～1.5h，得到BHH改性的PBAT材料,命名为PBAT-BHH-Sx。
实施例2的原料配方如表3所示。
表3实施例2扩链反应典型配方
实施例2所制备的PBAT-BHH材料，其数均分子量为28-35kg/mol，产品外观为白色；具有良好的热稳定性，其5％热分解温度在320℃以上(图5)；具有良好的溶解性，可以热压成膜以及溶液铸膜的性能。
实施例2所制备的PBAT-BHH-Sx材料，通过溶液铸膜的方式制备出厚度约为0.7mm的薄膜(图6所示)。分子量为7.2kg/mol的PBAT原料也制成相同形状的薄膜。我们对薄膜在相同条件下进行了拉伸试验，实验条件为：温度为25℃；载荷为50N；拉升速度为50mm/min。PABT原料的应力-应变曲线如图3所示，拉伸实验证明PABT原料的拉伸强度仅为8MPa，断裂伸长了仅为160％左右。PBAT-BHH-Sx薄膜样条的应力-应变曲线如图7与表4所示，拉伸强度约为19MPa，断裂伸长率为1300％。相对PBAT原料，改性的PBAT-BHH-Sx样品的拉伸强度增加到了2.5倍，断裂伸长了增加到了8倍。目前市面上分子量十几万的PBAT材料的拉伸强度约为15MPa，断裂伸长率约为800％。因此本发明制备的PBAT改性材料力学性能已超越已有的高分子量的PBAT材料。
表4 PBAT原料及实施例2制备的PBAT-BHH-Sx材料的拉伸行性能
实施例3一步法
(1)按化学计量比称取羟基封端的分子量为7，200g/mol的PBAT二醇和小分子扩链剂BHH于具支圆底烧瓶中，在100℃下抽真空1h，以除去残余水。
(2)称取预定量的PDI(可在化学计量比基础上过量10％)和DBTDL加入shangshu烧瓶中，搅拌均匀，在180～220℃下反应1～1.5h，得到BHH改性PBAT-BHH-Tx材料。
表5实施例3扩链反应典型配方
实施例3所制备的PBAT-BHH-T1材料直接拉出反应瓶冷却后的照片如图8左所示，PBAT-BHH-T2材料在甲醇中沉淀产物如图8右所示。所制备的PBAT-BHH-Tx材料，其数均分子量为40-50kg/mol，产品外观为乳白色；具有良好的热稳定性，其5％热分解温度在320℃以上；可在四氢呋喃、氯仿等溶剂中溶解，可以热压成膜以及溶液铸膜。
实施例3所制备的PBAT-BHH--Tx材料，通过溶液铸膜的方式制备出厚度约为0.7mm的薄膜。其薄膜照片以及剪裁的拉伸样条如图9所示。铸膜样品外观致密，表面光滑，呈半透明状态。
实施例3所制备的PBAT-BHH-Tx材料薄膜样条的拉伸实验证明，其拉伸强度约为50MPa，断裂伸长率约为1500％(图10与表6所示)。相比PBAT原料的力学性能，PBAT-BHH-Tx材料的力学强度提升了5倍，断裂伸长率提高了10倍。相比于目前市面上纯的高分子量的PBAT材料，拉伸强度提升了近3倍，断裂伸率提升了近2倍。
表6实施例3制备的PBAT-BHH-Tx材料的拉伸行性能
综上可知，本发明通过可引入氢键超分子相互作用的生物基扩链剂对PBAT进行扩链改性可以有效提高PBAT预聚物的分子量，并大大提高PBAT材料的力学强度与韧性。通过改变扩链剂的含量与共聚方法可以实现力学性能的有效可控调控。

Claims (10)

1.一种改性PBAT材料，其特征在于，所述改性PBAT材料的原料包括PBAT、二异氰酸酯和小分子扩链剂，且所述改性PBAT材料由各原料通过熔融共聚制得；其中，所述小分子扩链剂选自：戊二胺、5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基尿嘧啶、己二酸二酰肼、N，N-二(2-羟乙基)草酰胺或1,6-双(羟乙氧羰基氨基)己烷中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种改性PBAT材料，其特征在于，各原料的质量比为：PBAT 80～96重量份，二异氰酸酯3.0～8.0重量份，小分子扩链剂1.6～12.0重量份。
3.根据权利要求1或2所述的一种改性PBAT材料，其特征在于，所述二异氰酸酯包括：五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯。
4.根据权利要求3所述的一种改性PBAT材料，其特征在于，所述二异氰酸酯为五亚甲基二异氰酸酯。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种改性PBAT材料，其特征在于，所述PBAT为数均分子量为3000～20,000g/mol的羟基或羧基封端的PBAT。
6.根据权利要求5所述的一种改性PBAT材料，其特征在于，所述PBAT选自下述结构的物质：
7.权利要求1～6任一项所述改性PBAT材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法选自下述方法中的一种:
方法一：先将PBAT和二异氰酸酯在催化剂的作用下于150～180℃预聚反应0.5～1h；然后加入小分子扩链剂于180～240℃扩链反应0.5～2h，制得所述改性PBAT材料；
方法二：将PBAT、二异氰酸酯、小分子扩链剂和催化剂于180～240℃扩链反应0.5～3h，制得所述改性PBAT材料。
8.根据权利要求7所述改性PBAT材料的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自：辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡；
进一步，所述催化剂的用量为PBAT质量的0.5～1wt％。
9.一种提高PBAT预聚物分子量的方法，其特征在于，所述方法为：在PBAT预聚物中引入二异氰酸酯和小分子扩链剂，通过熔融共聚制得改性PBAT；其中，所述小分子扩链剂选自：戊二胺、5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基尿嘧啶、己二酸二酰肼、N，N-二(2-羟乙基)草酰胺或1,6-双(羟乙氧羰基氨基)己烷中的一种；
进一步，PBAT、二异氰酸酯和小分子扩链剂的质量比为：PBAT 80～96重量份，二异氰酸酯3.0～8.0重量份，小分子扩链剂1.6～12.0重量份。
10.一种通过超分子相互作用提高PBAT机械强度和韧性的方法，其特征在于，所述方法为：在PBAT预聚物中引入二异氰酸酯和小分子扩链剂，通过熔融共聚制得改性PBAT；其中，所述小分子扩链剂选自：戊二胺、5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基尿嘧啶、己二酸二酰肼、N，N-二(2-羟乙基)草酰胺或1,6-双(羟乙氧羰基氨基)己烷中的一种；
进一步，PBAT、二异氰酸酯和小分子扩链剂的质量比为：PBAT 80～96重量份，二异氰酸酯3.0～8.0重量份，小分子扩链剂1.6～12.0重量份。
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