【摘 要】
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聚乳酸(PLA)作为最具潜力的生物基塑料，它的广泛使用能缓解传统石油基塑料带来的石油危机和环境污染等问题。但是聚乳酸本身脆性大，成本较高，制约了它在实际生活中的应用。通过
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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聚乳酸(PLA)作为最具潜力的生物基塑料，它的广泛使用能缓解传统石油基塑料带来的石油危机和环境污染等问题。但是聚乳酸本身脆性大，成本较高，制约了它在实际生活中的应用。通过添加竹粉等天然纤维制成全生物基复合材料，一方面可以降低其成本改善性能，同时也不改变生物基塑料的本质。然而亲水性的天然纤维与疏水性聚乳酸基体界面相容性差，影响复合材料的综合性能。本研究通过双螺杆共混挤出制备竹粉增强聚乳酸复合材料(PLA/BF)，采用三种不同的改性方法，对PLA/BF进行界面改性，提高其性能。主要研究及结果如下:
(1)添加小分子偶联剂二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)能有效改善复合材料中竹粉和聚乳酸间的界面相容性。在不同竹粉含量下，MDI改性能大幅度提高复合材料的弯曲强度和冲击强度。然而MDI的加入也使竹粉的异相成核作用减弱，聚乳酸的结晶性能下降。
(2)甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和自由基引发剂过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)直接加入到复合材料中对其界面改性。当GMA、TBPB的含量分别为1％、0.5％时，GMA改性能最大程度增加复合材料的拉伸性能和弯曲性能。同时GMA改性能提高复合材料的熔体强度，从而增加复合材料中竹粉的填充量。不同竹粉含量下，GMA改性后复合材料的最大拉伸强度、弯曲强度、冲击强度可分别达64.54MPa、102.2MPa、4.09kJ/m2。另一方面，由于改性过程中，GMA接枝到PLA链，打破了PLA链的规整性，导致最后聚乳酸的结晶速度和结晶度都受到很大影响。
(3)溶液法自由基接枝反应成功制备了甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乳酸共聚物(PLA-GMA)。PLA-GMA作为大分子偶联剂能很明显改善复合材料界面相容性，提高复合材料的力学性能，且随着PLA-GMA含量增加，效果更显著。同时PLA-GMA的加入也能促进聚乳酸结晶，缩短结晶时间。在DSC非等温结晶过程中，仅添加1％的PLA-GMA，就能使复合材料的结晶度从21.26％增加到34.92％。
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