聚乳酸(PLA)是一种低碳环保的生物全降解塑料,但存在断裂伸长率低、韧性差和耐热温度低的缺陷。通过添加成核剂调控PLA结晶,进而改变PLA的性能,是一种非常有效的途径。本文分别采用稀土类β成核剂(WBG-II)、芳酰胺类β成核剂(TMB-5000)和微细处理的苯基磷酸锌(PPZN)诱导PLA结晶,并研究其对PLA微观结构、结晶行为及其它性能的影响。首先,研究了β成核剂WBG-II和TMB-5000对PLA晶型结构、结晶形态以及结晶行为的影响。结果表明,β成核剂WBG-II和TMB-5000不仅能够加快PLA的结晶速率,提高PLA的结晶度,还能减小球晶尺寸。WBG-II对PLA具有更高的成核效率,PLA/WBG-II复合材料在110°C等温结晶时的t1/2仅为1.73 min。并且PLA/WBG-II与PLA/TMB-5000相比,晶核和球晶尺寸都相对较小,透光率提高了10.3%。另外,WBG-II和TMB-5000的加入,诱导PLA分子链取向结晶,形成了β晶型,β晶相对α晶稳定性较低。其次,研究了WBG-II的浓度效应对PLA晶型结构、结晶形态以及结晶行为的影响,并进一步对其非等温结晶动力学进行了分析。XRD结果表明,增加WBG-II的含量有助于提高β晶在PLA中的比例,但β晶含量并不是随着WBG-II的含量线性递增,而是存在最佳浓度0.25%。DSC分析显示,WBG-II的含量低于0.25%时,结晶度Xc和熔体结晶温度Tmc随着含量的增加而增加,当超过0.25%后有所下降,但在更高浓度趋于平稳,再次表明0.25%已经达到了饱和浓度。而PLA/WBG-II0.25的最佳结晶温度为120°C左右,增加退火时间会导致β晶向α晶转变。非等温结晶动力学及POM分析表明WBG-II的存在可以提供大量的成核点,大大加快结晶速率进而加速总的结晶过程。同时PLA的晶体成长过程及最终的结晶形态也发生了显著的变化,纯PLA是从球晶中心沿径向发散性向外生长,而PLA/WBG-II体系则是由球晶中心线平行集结成束,然后向外支化生成。最后,研究了纯PLA、PLA/PPZN3/增塑剂A10和PLA/晶核组合物13退火不同时间后结晶度、耐热性能、透明性以及力学性能的变化。研究表明,PLA中加入成核剂后,结晶速率加快,球晶尺寸减小。PLA/PPZN3/增塑剂A10和PLA/晶核组合物13的结晶度也明显提高,在80°C退火20 s后分别达到了22.3%和25.3%,且随着退火时间的增加逐渐增加。由于结晶度的提高,PLA/PPZN3/增塑剂A10和PLA/晶核组合物13在80°C退火60 s的热变形温度分别提高到80.9°C和95.7°C。虽然其耐热性能显著提高,但在80°C退火60 s后的透光率分别下降到18.9%和29.6%。而增塑剂的加入,则提高了PLA的韧性,使其断裂伸长率和缺口冲击强度都明显上升。总体而言,PLA/晶核组合物13不仅耐热性、断裂伸长率和缺口冲击强度较高,而且透光性也相对较好。