生物可降解的聚乳酸（PLA）替代難以收集、甚至無法收集的聚乙烯、聚丙烯等石油基薄膜，不僅可以緩解日益匱乏的石油資源問題，而且可以從根本上解決因一次性石油基薄膜使用引發(fā)的環(huán)境污染問題。但PLA鏈為線形半剛性大分子，臨界分子量大，使其熔體強(qiáng)度低、拉伸呈現(xiàn)應(yīng)變軟化，導(dǎo)致膜泡不穩(wěn)定、甚至破裂。適宜的熔體強(qiáng)度是保障PLA在擠出吹塑成型設(shè)備上生產(chǎn)一次性薄膜制品的核心因素。
近日，徐州工程學(xué)院李德玲教授和孫麗美教授團(tuán)隊回顧并總結(jié)了高熔體強(qiáng)度PLA基復(fù)合材料的最新進(jìn)展和挑戰(zhàn)，圍繞以物理共混和反應(yīng)擠出制備的PLA基復(fù)合材料的熔體流變性能、沖擊（或拉伸）延展性進(jìn)行了綜述，闡述了鏈間作用力和鏈間纏結(jié)對復(fù)合材料流變性能和延展性的影響。同時指出PLA基復(fù)合材料界面作用力和界面鏈纏結(jié)的調(diào)控過程所面臨的挑戰(zhàn)。
基于較強(qiáng)的鏈間作用力和/或適宜的鏈間纏結(jié)，構(gòu)筑長鏈支化PLA或在PLA基體中引入含有柔性鏈段的大分子鏈，可以有效提高PLA基復(fù)合材料的熔體強(qiáng)度，其熔體拉伸表現(xiàn)出應(yīng)變硬化，且復(fù)合材料具有良好的沖擊（或拉伸）延展性。對于反應(yīng)擠出原位制備的具有長鏈支化結(jié)構(gòu)且產(chǎn)生有效界面纏結(jié)的復(fù)合材料體系，因同時原位生成的局部交聯(lián)，其纏結(jié)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，難以確立凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)與熔體強(qiáng)度的構(gòu)效關(guān)系。相對于反應(yīng)擠出制備的復(fù)合材料體系，預(yù)制式的長鏈支化PLA具有明確的鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、可調(diào)控的分子量及分子量分布，可以為復(fù)合材料微觀的鏈纏結(jié)調(diào)控提供可控的空間。然而，如何使鏈間纏結(jié)恰好發(fā)生在界面上，以及如何實(shí)現(xiàn)鏈纏結(jié)和鏈間作用力的協(xié)同效應(yīng)并以此調(diào)控復(fù)合材料熔體強(qiáng)度，仍然需要進(jìn)一步的探索與研究。 論文信息 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
