[00127920]熔体拉伸流动场中聚乳酸特殊结晶结构薄膜的制备及其基础问题

(1)开展熔体拉伸流动场中聚乳酸结晶行为的基础科学研究,发现在熔体拉伸过程中聚乳酸出现特殊的交叉结晶结构,这是首次在熔体拉伸流动诱导结晶的实验中获得类似实验结果。在低的熔体拉伸速率下首先形成取向的结晶结构,这种取向结晶源于粘度差诱导的相分离,相分离后成为结晶的核诱发垂直于拉伸方向的晶体形成。同时我们发现,这种快速冷却的熔体中包括刚性非晶区、可移动非晶区和晶区三部分,刚性非晶区的存在诱发初始结晶位垒的降低,形成了一种初级晶体,这种晶体是完全不同于α或α’晶的新结构,这也是首次被实验发现的新的初级晶体。 （2）开展了聚乳酸取向结晶力学行为研究。聚乳酸流延膜的力学性能随着牵伸比的增加,屈服强度先增加后减小,比基本断裂功随牵伸比的增加而增加,塑性功变化不明显。在低拉伸速率区,屈服活化能先增加后减弱,链段活化体积变小,在高拉伸速率区,屈服活化能减弱,链段活化体积减小。随着取向的增加,结晶加速,屈服产生的活化链段减少,在低拉伸速率区,主要以晶块内分子链滑移为主,高拉伸速率区以晶块-非晶区分子链滑移为主。 （3）开展了聚乳酸取向结晶的热处理过程的基础研究。熔体拉伸诱导的取向结构对PLA的晶型转变有明显的影响,初级晶体向α’晶的转变温度下降了10℃,仅为70℃,这也是首次被文献报道。α’和α晶的转变存在明显的竞争关系,以105℃分界,在70-105℃的范围内主要以α’晶的形成为主,但仍有部分α’晶转变为α晶。当温度高于105℃以后,α’晶开始快速向α晶转变,当温度达到140℃以后α’晶完全消失。 （4）开展了熔体拉伸诱导结晶与成核剂诱导结晶竞争性研究。对熔体拉伸过程来说,成核剂的加入并不能大幅提高结晶速度,PLA基体的慢结晶速度抑制了由成核剂带来的成核效应。但是少量的成核效应使得结晶的完善性提高,结晶完善程度的提高使得PLA在室温下也出现了韧性断裂,牵伸比为40的样品的室温断裂伸长率达到30%以上,力学性能较未加成核剂的PLA样品大为改善。