【摘 要】
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聚乳酸（PLA）来源于生物质资源并拥有良好的机械加工性能和生物降解性能,被广泛的应用在医药、农业、包装等领域。废弃后的PLA能够全部降解为二氧化碳和水,对环境不会产生污染,因此可以取代大部分石油基产品。然而,PLA缺乏良好的韧性、结晶速率较慢、降解周期长等缺点使得其应用范围遭受到了限制,需通过改性来提高材料的韧性、结晶和降解等性能。本文应用硫化天然橡胶粒子（VNR）/石蜡油复合粉末体系、VNR/棕
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聚乳酸（PLA）来源于生物质资源并拥有良好的机械加工性能和生物降解性能,被广泛的应用在医药、农业、包装等领域。废弃后的PLA能够全部降解为二氧化碳和水,对环境不会产生污染,因此可以取代大部分石油基产品。然而,PLA缺乏良好的韧性、结晶速率较慢、降解周期长等缺点使得其应用范围遭受到了限制,需通过改性来提高材料的韧性、结晶和降解等性能。本文应用硫化天然橡胶粒子（VNR）/石蜡油复合粉末体系、VNR/棕榈油复合粉末体系和羧基封端不饱和聚酯粒子（CBEP）增韧改性PLA,制备了高韧性PLA复合材料,研究了PLA复合材料的力学性能、结晶性能以及降解性能。主要工作如下:1.PLA/VNR/石蜡油、PLA/VNR/棕榈油三元复合材料的制备。按照硫化天然胶乳的固含量质量计,分别将硫化天然橡胶乳液和石蜡油按1:1、1:2、1:3的比例混合均匀,经喷雾干燥制备VNR/石蜡油复合粉末体系;按照同样方法,制备多种VNR/棕榈油复合粉末体系;然后,分别将VNR/石蜡油复合粉末体系、VNR/棕榈油复合粉末体系和PLA熔融共混,制备出PLA/VNR/石蜡油三元复合材料和PLA/VNR/棕榈油三元复合材料。2.PLA/VNR/石蜡油、PLA/VNR/棕榈油三元复合材料的性能研究。VNR/石蜡油复合粉末体系和VNR/棕榈油复合粉末体系可以显著提高PLA的韧性;其中,添加了5 phr VNR/石蜡油（质量比为1:2）复合粉末体系的PLA/VNR/石蜡油三元复合材料的断裂伸长率和缺口冲击强度分别达到了PLA的18.21倍和2.10倍,添加了5 phr VNR/棕榈油（质量比为1:2）复合粉末体系的PLA/VNR/棕榈油三元复合材料的断裂伸长率和缺口冲击强度分别达到了PLA的32.14倍和2.17倍。3.PLA/CBEP二元纳米复合材料的制备:将五种不同粒径（50nm、100nm、200nm、500nm、1000nm）聚酯乳液通过辐射交联及喷雾干燥制备出五种粒径的硫化聚酯粉末粒子（CBEP）,将CBEP和PLA熔融共混,制备出PLA/CBEP二元纳米复合材料。4.PLA/CBEP二元纳米复合材料的性能研究。CBEP可以显著提高PLA的韧性;含有5phr CBEP（粒径为50nm）的PLA/CBEP二元纳米复合材料的断裂伸长率和缺口冲击强度分别达到了纯PLA的75倍和4.04倍。此外,CBEP可以作为异相成核剂提高PLA的结晶速率;含有5 phr CBEP（粒径为50 nm）的PLA/CBEP二元纳米复合材料的半结晶时间比PLA的半结晶时间缩短了31.6%。CBEP与PLA相容性良好可以作为异相成核剂加快PLA的结晶速度,形成数量更多、尺寸更小的晶体。含有5 phr CBEP（粒径为50nm）的PLA/CBEP二元纳米复合材料在中性和自然土壤环境条件下的质量损失率分别达到了纯PLA的6.56倍和4.23倍。CBEP是亲水性的,在一定程度上增加了聚乳酸的降解速率,在降解环境中酯基最易收到攻击并发生分解,进一步增加了分解速度。
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