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随着高分子科学的发展,塑料制品在生产生活中的多个领域得到广泛应用,带来大量便利之余也引发了白色污染、大气污染等生态环境危机。近年来伴随先进制造技术的发展,高分子材料在以快速高效为突出优点的3D成型技术-熔融沉积成型技术(FDM)中的应用日益广泛,发展前景光明的同时也应考虑到与保护环境相适应,开发可生物降解的高分子是解决上述环境问题的有效手段。脂肪族聚酯聚乳酸(PLA)和聚碳酸亚丙酯(PPC)均为完全生物降解高分子,在食品包装中广泛应用,其热塑性特性适于FDM成型,但PLA的脆性大及PPC强度低的不足限制了其应用。因此,本文以提高PLA韧性和PPC强度为目的,制备了新型可降解复合材料,系统地探讨了复合材料的结构及性能变化,分析了改性机理,并探讨了 PLA/PPC复合材料的FDM 3D打印成型效果。采用PPC对PLA进行增韧改性,通过熔融共混法制备了 PLA/PPC共混物,研究了共混物的结构及性能变化。结果表明,PLA与PPC两相间具有一定的相容性,PPC有效提高了 PLA的断裂伸长率和冲击强度,但同时也降低了 PLA的拉伸强度。虽然材料的熔体流动性随PPC含量的增加而降低,但PPC添加量为40wt%时共混物的熔融指数仍大于20g/10min,保持了良好的加工性。基于对PLA/PPC共混物的研究,在该二元共混物中引入过氧化二异丙苯(DCP)作为交联剂,诱发PLA和PPC的原位交联反应进一步提高共混物的韧性。研究表明,加入DCP后因交联结构的形成使PLA和PPC的相容性增加,共混物的相形态随DCP含量增加由“海-岛”结构变为均相结构。DCP含量为1 wt%时,共混物的断裂伸长率达到107%,提高为未交联共混物的2.7倍,是纯PLA的四十余倍,PLA的韧性得到明显增强。形状记忆性能测试表明,增容共混物在45℃条件下拥有很好的回复性能,交联结构的产生降低了材料的回复温度,结合相结构的改变对其形状记忆机理进行了分析讨论。测试了所制得的PLA/PPC共混物的单丝挤出成型性,发现不含DCP的共混物可挤出合格尺寸的FDM 3D打印用单丝,含DCP的共混物在挤出时因有气体产生和存在降解反应而导致挤出合格的单丝困难。测试了 70PLA/30PPC共混材料的FDM 3D打印性能,实验表明,在180℃～250℃温度范围内打印的制品均表面光滑,分层明显,其中230℃时打印的制品力学性能更优。填充密度大、填充角度为0°和90°、打印层高小、外壁层数多时打印制品的力学性能较优,30～60mm/s的打印速度对试样力学性能没有明显影响。基于溶液共混法,首次使用溶剂置换法制备PPC/CS(壳聚糖)共混物,对比了该方法与直接共混法制备的PPC/CS共混物的力学性能、微观形貌等的差异。实验表明,溶剂置换法制备的共混物中两相界面结合更强,CS在PPC基体中的分散状态更好,在提高PPC的拉伸强度方面优势明显。当CS含量为10wt%时,溶剂置换后的共混物在保持较高的断裂伸长率的情况下,屈服强度由PPC的4.7MPa提高到7.4MPa,比直接共混试样高0.7MPa。为进一步提高该共混物的强度,在体系中引入氧化石墨烯(GO),研究发现PPC/CS-GO共混物中GO主要分布于CS中,CS与PPC基体界面结合良好,GO与CS间存在强的相互作用,GO的存在明显改善了 PPC/CS共混物的拉伸强度。