聚乳酸发泡材料的结晶调控与耐热性能研究综述报告.docx

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聚乳酸（polylactic acid，PLA）是一种生物可降解材料，由于其良好的环保性、生物相容性和可在线性生产等特点，已经成为近年来研究的热点之一。然而，PLA材料存在某些缺陷，如挠曲性、脆性和耐热性等问题，这限制了其在一些领域的应用。为了克服这些缺陷，研究人员利用结晶调控技术进行修改，从而提高了PLA材料的性能。本文将主要综述PLA的结晶调控与耐热性能的研究进展。
一、PLA的结晶调控技术
1. 综述
PLA的结晶调控技术包括三种：化学结晶调控、物理结晶调控和表面结晶调控。其中，物理结晶调控和表面结晶调控是较为常见的两种方式。
物理结晶调控是通过调整聚乳酸的熔融结晶过程，来改变其结晶形态和晶体尺寸，进而影响材料的物理和机械性能。其中，控制结晶速率和结晶温度是物理结晶调控的两种主要手段。
表面结晶调控是通过在聚乳酸表面引入下游化学成分或者在表面形成不规则的结构来实现的。它可以通过改变表面的性质，如表面能量、化学组成和形态，来调控材料的结晶行为。
2. 具体方法
温度控制
PLA的结晶速率受温度的影响非常大，因此通过控制结晶温度来实现结晶控制成为了较为常见的方法之一。当聚乳酸材料的结晶温度在15~120℃之间变化时，晶体尺寸和形态都会发生变化。一些研究表明，在PLA材料中引入有机物可以提高其结晶温度及结晶度。
拉伸
拉伸是通过增加聚乳酸的结晶度和结晶成分来达到结晶调控的目的。一些研究人员发现，通过不同的拉伸方式和速率，可以得到不同形态和大小的PLA晶体。比如，高速拉伸可以得到具有半晶体结构的PLA晶体。
添加剂
添加剂可以对碳链长度、酯基基团等进行调节，改变聚乳酸材料的结构和形态。添加玻璃化改性剂和分支增溶剂等可以增加聚乳酸的结晶度和紧密度，从而提高其力学性能。
二、PLA材料的耐热性能研究
PLA材料的耐热性能也是当前主要的研究热点之一。PLA具有低熔点、低玻璃化转变温度和脆性等缺陷，使其在高温环境下容易发生残留变形和分解降解等问题。因此，提高PLA材料的耐热性能成为研究人员的重点之一。
1. 晶化结构
研究表明，PLA材料的结晶结构是改善其耐热性能的关键。通过提高晶体的结晶度和结晶尺寸来增加材料的热稳定性。比如，部分PLA材料经过热处理后，其晶体尺寸增大，晶体形态变化，从而使得材料的热稳定性得到改善。
2. 添加剂
添加剂是提高PLA材料耐热性的有效手段之一。目前，研究人员已开发出很多PLA的改性剂，比如光稳定剂、防氧剂、抗氢化剂等。其中，抗氧化剂是PLA改性的主要方式之一，可以有效抑制氧化反应的发生，从而提高PLA的耐热性。
3. 其他
其它提高PLA耐热性的方法还包括：降低产品的结晶度、提高分子量、采用熔融共混技术、采用交联技术等。
三、总结
综上所述，PLA的结晶调控和耐热性能研究是当前PLA研究的热点之一。结晶调控可以有效改善PLA材料的力学性能和物理性能，通过添加剂的方式来提高其耐热性能也是一种有效的改性方式。我们相信，随着研究的深入，PLA材料的性能将会得到有效的提升，成为更广泛应用的重要材料。