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生物可降解的聚乳酸(PLA)替代难以收集、甚至无法收集的聚乙烯、聚丙烯等石油基薄膜,不仅可以缓解日益匮乏的石油资源问题,而且可以从根本上解决因一次性石油基薄膜使用引发的环境污染问题。但PLA链为线形半刚性大分子,临界分子量大,使其熔体强度低、拉伸呈现应变软化,导致膜泡不稳定、甚至破裂。适宜的熔体强度是保障PLA在挤出吹塑成型设备上生产一次性薄膜制品的核心因素。 近日,徐州工程学院李德玲教授和孙丽美教授团队回顾并总结了高熔体强度PLA基复合材料的最新进展和挑战,围绕以物理共混和反应挤出制备的PLA基复合材料的熔体流变性能、冲击(或拉伸)延展性进行了综述,阐述了链间作用力和链间缠结对复合材料流变性能和延展性的影响。同时指出PLA基复合材料界面作用力和界面链缠结的调控过程所面临的挑战。
基于较强的链间作用力和/或适宜的链间缠结,构筑长链支化PLA或在PLA基体中引入含有柔性链段的大分子链,可以有效提高PLA基复合材料的熔体强度,其熔体拉伸表现出应变硬化,且复合材料具有良好的冲击(或拉伸)延展性。对于反应挤出原位制备的具有长链支化结构且产生有效界面缠结的复合材料体系,因同时原位生成的局部交联,其缠结拓扑结构较为复杂,难以确立凝聚态结构与熔体强度的构效关系。相对于反应挤出制备的复合材料体系,预制式的长链支化PLA具有明确的链拓扑结构、可调控的分子量及分子量分布,可以为复合材料微观的链缠结调控提供可控的空间。然而,如何使链间缠结恰好发生在界面上,以及如何实现链缠结和链间作用力的协同效应并以此调控复合材料熔体强度,仍然需要进一步的探索与研究。 论文信息 The Role of Interchain Force and/or Chain Entanglement in the Melt Strength and Ductility of PLA-Based Materials Prof Deling Li, Ying Chen, Limei Sun, Jun Zhou, Liming Dong, Jizhen Ren Chemistry – An Asian Journal DOI: 10.1002/asia.202300577
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