多晶型聚乳酸发泡珠粒的结构调控与性能研究

Bio-degradable expanded polylactic acid (EPLA) has received increased attention as a potential substitute for expanded polystyrene products. However, the manufacture of EPLA product with good inter-bead sintering behavior, mechanical property and thermal resistant still remains a serious challenge. In this research, EPLA bead foam will be prepared by coupling of Sc-PLA/α-PLA polycrystalline and complex cell. The synergistic effect of plasticization by CO2, branched structure and crystallization nucleating agent on Sc-PLA/α-PLA polycrystalline will be researched. And, the effect of two-steps depressurization and drainage module on complex cellular structure of EPLA bead foam will also be studied. Controllable mechanism of Sc-PLA/α-PLA polycrystalline in EPLA bead foam will be clarified. Correlation Mechanism of Sc-PLA/α-PLA polycrystalline structure and inter-bead sintering behavior will be established to extend the sinter processing window. Structure-property relationship of complex cellular structure and mechanical property/thermal resistant will be understood. The objective of this work is to pave a convenient way to advance the study of EPLA and related polymer foams with high performance.

生物降解性能良好的聚乳酸模塑泡沫制品（EPLA）具有替代聚苯乙烯模塑泡沫制品的巨大潜力，然而，制备具有良好熔结性能、力学性能和绝热性能的低密度EPLA是一个巨大的挑战。本项目采用Sc-PLA/α-PLA多晶结构和复合泡孔结构调控耦合技术制备EPLA珠粒。研究CO2增塑效应，分子支化结构和结晶成核剂的协同诱导作用对Sc-PLA/α-PLA多晶结构的影响；研究排料流道和二次压降协同对复合泡孔结构的影响。阐明EPLA发泡珠粒的Sc-PLA/α-PLA多晶结构可控机理，建立Sc-PLA/α-PLA多晶结构与模内熔结性能之间的关联机制，拓宽EPLA发泡珠粒的模内熔结成型加工窗口，实现EPLA发泡珠粒熔结成型过程的良好控制。构建复合泡孔结构与模塑发泡制品力学性能和绝热性能之间的构效关系，获得综合性能优良的EPLA模塑发泡制品。本项目的研究工作的开展将为模塑EPLA发泡制品的高性能化提供新的设计思路。

生物降解性能良好的聚乳酸模塑泡沫制品（EPLA）具有替代聚苯乙烯模塑泡沫制品的巨大潜力，然而，制备具有良好熔结性能和力学性能的低密度EPLA是一个巨大的挑战。基于此，本项目采用Sc-PLA/α-PLA多晶结构和复合泡孔结构调控耦合技术制备EPLA珠粒。研究CO2增塑效应，分子支化结构和结晶成核剂的协同诱导作用对Sc-PLA/α-PLA多晶结构的影响；研究结晶结构对复合泡孔结构的影响。阐明EPLA发泡珠粒的Sc-PLA/α-PLA多晶结构可控机理，建立Sc-PLA/α-PLA多晶结构与模内熔结性能之间的关联机制，基于项目期间的研究，课题组得到以下创新性结果：.①通过热性能分析建立了EPLA发泡珠粒的Sc-PLA/α-PLA多晶结构可控诱导机制；通过结晶形态和成型实验拓宽了EPLA发泡珠粒的模内熔结成型加工窗口；通过结晶调控实现了EPLA发泡珠粒熔结成型过程的良好控制。.②通过多种化学改性方式建立了EPLA发泡珠粒的泡体结构的有效控制机制，实现了泡孔结构高度可控；建立了泡孔结构与模塑泡沫制品性能之间的关联模型。.③通过Sc-PLA/α-PLA多晶结构诱导和复合泡孔结构调控为其他半结晶聚合物发泡珠粒成型及应用提供了借鉴。.本项目实施完成，形成了一定的自主知识产权技术，拓宽了EPLA发泡珠粒的模内熔结成型加工窗口，实现了EPLA发泡珠粒熔结成型过程的良好控制。获得了综合性能优良的EPLA模塑发泡制品。对于模塑EPLA发泡制品的产业化和高性能化应用具有重要意义。