生物基塑料是指由天然高分子及其衍生物，通过生化合成的方法得到的具有塑料 特性的高分子材料[6]。此类塑料侧重的是生物来源性，摆脱并减少对石油资源的依赖， 实现可持续和循环经济发展[7]。可降解塑料在土壤中通过微生物作用 6～12 个月后便 可以完全分解为 CO2 和 H2 O，不仅不会对环境造成污染，还可以给植物提供养料， 整个过程绿色可持续，所以对于石油资源越来越稀缺的今天，有着许多高分子材料不 能比拟的优势[8]。文献综述

1。2 聚乳酸

1。2。1 聚乳酸的理化性质 通过几十年的发展高分子材料现在已经大范围应用在多个领域，对人类的生产生活产生了深远的影响并且极大地便利。然而人们在享受便利的同时也对环境造成了巨大的危害。因此，开发应用一种非石油基的可降解的材料就变成了当今每个国 家科研的热点。

在这样的时代背景下，人们把目光集中到了 PLA 的研究与制备。将废弃的 PLA 掩埋在土壤中，通过微生物分解 6～12 个月便可彻底变为 CO2 和 H2O；不仅对环境 没有污染，又可以使用植物作为原料，所以在石油资源日趋紧张的形势下，PLA 具 有很多高分子材料都没有的优点，PLA 性质如表 1-1 所示。

表 1-1 PLA 的物理化学性质

项目 PLA

相对分子质量 100000-300000

玻璃化转变温度/℃ 56-71

熔融温度/℃ 125-220

结晶度/% 12-42

表面能/（N·m-1） 38×10-5

1。2。2 聚乳酸晶型 聚乳酸(PLA)因其原料来源广泛、良好的机械性能和生物可降解性能被认为是最

具有研究价值和应有前景的生物材料。同时，PLA 有很好的加工性能，可通过注射 成型、吹塑、热加工以及挤出等各种方式加工成型。可是 PLA 均聚物存在较多的缺 陷，比如结晶速度较慢、韧性较差，耐热性不足和力学强度低等。

聚乳酸目前发现的晶型一共有三种，它们分别来自于 L-丙交脂、U-丙交脂、内/ 外消旋丙交脂的聚合。在没有特别说明的情况下，PLA 通常指的是聚 L-乳酸，即 PLLA。 人们从 PLA 中己经观察到了不同的晶体结构，晶体的形态与结晶条件有关。晶型形 成主要取决于加工工艺和热处理，不同的结晶条件或在不同外场作用下，可形成不同 的晶型，不同晶型之间也可相互转变。

图 1-2 PLLA 的 α 晶型结构图

最常见的 α 晶型出现在常规的熔融结晶和溶液结晶情沉下，最初是由 De Santis 和 Kovacs 发现的，他们在此之后也做了大量的研究。Miyate 和 Masukols 研究 PLLA 的溶液结晶发现了 α 晶型，晶胞参数为：a=1。0783um，b=0。6041nm，c=2。872 nm。Sasakil 等实验发现 α 型的链结构是弯曲的 10/3 螺旋结构，它的大致形态表示图如 1-2 所示， 它的熔融温度为 180℃。Zhaug 等的研究报告称，从 WARD 和 IR 数据中可以发现在 120℃下 PLA 结晶成与 α 形态略微不同的 α’形态。α'形态的链构象和晶体系统与 α 结 构相似，但是链的堆积更松且更无序[9]。最近许多研究表明，只有 α’形态的晶体是在 100℃以下的结晶温度下形成的，而在 135 至 150℃之间晶体中同时存在 α 和 α’型， 若晶体成长温度低于 125℃，则只会生成 α 晶型[10]。由于 α’晶型链堆积更松且结构无 序，它模量较低且阻隔性差，比起 α 晶体具有更高的断裂伸长率[11]。来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-