PLA纤维诱导PBS结晶行为的研究及对材料性能的影响

为治理塑料废弃物对环境的污染以及塑料工业原料（石油）短缺的问题，可生物降解塑料成为全球瞩目的研发热点，是保护环境、构筑资源循环型社会的重要发展方向。本项目以目前成本最低的两种可生物降解塑料PLA和PBS为原料，采用新的织构方式，将PLA纤维引入PBS基体，从高分子物理基本构象出发，立足于聚合物的结晶行为，研究PLA纤维的引入对PBS基体结晶行为的影响，尤其是以PLA纤维为轴PBS横晶的产生及对材料性能的影响，以期建立适用于生物降解的纤维/基体复合材料的结构-性能相互关系模型，并开发高性能的全生物降解塑料产品。本项目的成功实施将填补结晶性可生物降解聚合物横晶的研究空白；采用可生物降解纤维/可生物降解聚合物多相复合体系，是设计和开发可完全生物降解复合材料的新思路；同时原料成本低，综合性能优异，易于加工，对材料的产业化生产和推广应用具有重要的现实意义。

可生物降解塑料是近年来全球瞩目的研发热点，合成新的可生物降解塑料品种和改性现有的降解塑料品种是重要的两个研究方向。本项目从高分子物理的基本构象出发，通过研究PLA纤维对PBS结晶行为的影响，探讨了在异质纤维作用下PBS结晶生长的机理，以及对PBS力学性能的影响。首先研究了在不同结晶温度下恒温结晶过程中PBS在PLA纤维表面结晶形貌的生长过程，结晶度的变化，发现了PLA纤维可以诱导PBS生长横晶的现象；其次研究了不同的PLA纤维排布（有序和无序排列）对PBS结晶行为的影响，以及不同织构的PLA纤维对PBS材料力学性能的影响。此外，研究了在不同降温速度下PBS/PLA纤维的非等温动力学过程；并最终通过引入不同纤维诱导PBS结晶，发现纤维的化学结构或者纤维/PBS二者分子链之间的相互作用是诱导PBS横晶生长的关键因素。因此，部分相关研究成果发表了SCI论文3篇，EI论文2篇，申请国内发明专利2项。相信这些研究成果为开发更多的性能优异的生物降解塑料奠定理论和应用基础。