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聚羟基脂肪酸酯(PHA)是近年来迅速发展起来的一类生物高分子材料,由于PHA材料具有良好的生物相容性、生物可降解性和热加工性能,被认为是最具有竞争力可替代部分传统石油基塑料的一种新型材料。聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)[P(3,4)HB]是PHA的典型代表,自身存在着结晶速度慢、加工温度范围窄、断裂伸长率低以及易燃等缺陷。本论文在对PHA基复合材料研究进展进行文献调研的基础上,分别利用纳米二氧化硅(SiO2)和聚氨酯弹性体(PU)作为填料,制备P(3,4)HB基复合材料。通过对其力学性能、结晶性能和热性能的研究,探索制备可生物降解聚酯增强增韧改性的新途径。论文主要研究内容如下:首先,采用改进的St?ber法,制备粒径可控的200~400nm单分散SiO2微球,并利用硅烷偶联剂KH-550对其进行表面改性,以提高其疏水性。采用熔融共混法将改性后的SiO2与P(3,4)HB进行复合,制备P(3,4)HB/SiO2复合材料,并对其力学性能和结晶性能进行研究。结果表明,添加少量的SiO2后,P(3,4)HB/SiO2复合材料的拉伸强度和模量明显提高,且当SiO2含量为3 wt%时效果最为显著,然而,材料的断裂伸长率略有下降。差示扫描量热(DSC)和偏光显微(POM)分析结果显示,SiO2能够使P(3,4)HB冷结晶温度(Tcc)降低、晶粒细化,表明SiO2对P(3,4)HB的结晶有促进作用。其次,采用一步法合成了硬段含量为45%的聚酯型PU,进而采用溶液共混法制备了P(3,4)HB/PU复合材料,并对其微观结构、力学性能、结晶性能和热性能进行了测试和分析。研究结果表明,PU能够以纳米尺度分散在P(3,4)HB基体中。随着PU含量的增加,P(3,4)HB/PU复合材料的断裂伸长率逐渐增大,而屈服强度和弹性模量均有所降低。扫描电镜(SEM)结果显示,与纯基体P(3,4)HB相比,复合材料的断裂特征从典型的脆性断裂转变为韧性断裂。此外,PU的添加能提高复合材料的热稳定性、减缓复合材料的生物降解速率,但其球晶尺寸变大、Tcc提高,表明PU对其结晶性能有一定的阻碍作用。最后,合成了三种不同硬段含量的聚酯型PU(包括35%PU,45%PU,55%PU),并通过溶液共混法制备P(3,4)HB/PU复合材料,对比研究其增韧效果。研究结果表明,三种不同硬段含量的PU对P(3,4)HB基体均有明显的增韧作用,且添加量越大增韧效果越显著。相比较而言,55%PU的增韧效果最为突出,P(3,4)HB-55%PU复合材料的断裂强度显著提高,出现了应力应变曲线持续增加的现象;而35%PU的增韧效果较差,P(3,4)HB-35%PU复合材料的屈服强度下降的最多。三种不同硬段含量的PU均使得P(3,4)HB/PU复合材料的热稳定性提高,但结晶性能均有一定的下降。