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聚乳酸(PLA)是一种理想的绿色可再生材料,具有广泛的应用前景,但质脆的缺点一直限制着它的应用范围。本文采用共混和纳米复合的方法改善PLA的韧性,通过剪切流场和剪切-混沌流场分别制备了PLA/热塑性聚氨酯(TPU)共混物和PLA/TPU/蒙脱土(MMT)纳米复合材料,研究了弹性体含量、加工流场、不同改性剂改性的MMT及其含量对所制备材料的流变性能、微观形态和力学性能的影响,分析了弹性体对PLA的增韧机理和共混物的断裂机理,讨论了共混物和复合材料的流变-形态-性能之间的关系。对PLA/TPU共混物的研究表明:该体系中两相间具有一定的相互作用,但相容性较差。TPU的加入能够提高PLA的结晶能力。随TPU含量的增加,共混物在低频区的储能模量和复数粘度提高,TPU液滴的直径增加、尺寸多分散性增大。当TPU含量高于25wt%时,共混物的韧性迅速提高;含30wt%TPU的共混物的断裂伸长率为607.13%(约为纯PLA的62倍),冲击强度为40.7kJ/m(2约比纯PLA的高10倍)。对30wt%TPU共混物的增韧机理研究发现:PLA基体层厚度小于临界基体层厚度,因而共混物韧性得到明显提高;界面分离引发剪切屈服,并发展形成大形变,能够耗散更多的能量,提高共混物的韧性。在拉伸过程中,样条内部的应力集中引发银纹和剪切带,银纹在拉伸力作用下发展为裂纹并最终使材料断裂。对PLA/TPU/MMT纳米复合材料的研究结果表明:MMT片层集中分布在TPU相中,并形成不均匀的界面层,Cloisite 30B倾向较均匀分布在TPU液滴中,形成较薄的界面层;I30P倾向分布在界面层,形成较厚的界面层。MMT的插层或剥离结构提高了复合材料在低频区的储能模量和复数粘度。复合材料在DSC测试的升温过程中均出现PLA的冷结晶峰,不同改性剂改性的MMT对PLA结晶的影响不同,MMT分散在TPU相中造成这些影响较弱;混沌流场能够促进MMT的分散和剥离,提高复合材料的拉伸模量,减小不同改性剂改性的MMT造成的复合材料力学性能的差异。混沌流场的拉伸折叠作用和上述界面层的屏障作用分别促使液滴破裂和减弱液滴的合并,而体系的高粘度比促使液滴合并,两者之间相互竞争共同决定液滴的最终形态。