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随着环境污染的加剧、石油资源的日益枯竭,以聚乳酸(PLA)为代表的生物基材料越来越受到关注。本文以PLA、环氧化天然橡胶(ENR)为主要原料,以过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,采用动态硫化法,制备了PLA/ENR生物基热塑性硫化胶(TPV),并通过多种测试方法对其结构、性能进行系统的研究。本论文所制备的PLA/ENR TPV具有规整的双连续相结构、高韧(弹)性以及良好的形状记忆性能,并且其生物降解能力优于PLA/ENR简单共混体系。红外光谱(FT-IR)的研究表明,在动态硫化的过程中,DCP在引发ENR交联的同时,还引发了PLA相和ENR相之间的接枝反应,在PLA与ENR的界面处形成PLA-g-ENR的接枝物,成为PLA相与ENR相之间的过渡层,提高了界面相容性。凝胶渗透色谱法(GPC)的研究结果表明,DCP还引发了部分PLA的轻度交联、支化以及降解,导致了分子量分布变宽,但总体上降解程度低于交联、支化,因此PLA的分子量有所增加。与纯PLA相比,PLA/ENR体系的韧性得到了明显的改善,并且随着ENR含量的增加,冲击强度和断裂伸长率逐渐增加,DP6E4-30-1.5%TPV的冲击强度(47kJ/m2)约为PLA(3 kJ/m2)的15倍以及简单共混体系BP6E4-30(18.2 kJ/m2)的2.6倍。SEM的分析结果表明,交联的ENR相以连续网状结构均匀分布在PLA基体中,即PLA/ENR TPV形成了规整的双连续相结构,此结构与通常TPV的“海-岛”结构有很大差别,当材料受到外力作用时,这种双连续相结构能够更好的传递和吸收能量。此外,该双连续相结构也赋予了PLA/ENR TPV优异的形状记忆性能,其形状记忆的转变点温度是PLA的Tg(65℃附近),连续的交联ENR相通常处在高弹态,提供较强的形状回复驱动力,而连续的PLA相充当固定相以及起到“控制转变”的作用。TPV的形状固定率都能达100%,当ENR相含量高于50wt%时,TPV的形状能在短时间内回复到90%以上,影响形状回复率的主要因素是PLA相和ENR相界面处的相对接枝率以及ENR相所提供的回复驱动力。PLA/ENR TPV的拉伸性能研究表明,ENR中环氧基含量对TPV的应力软化行为影响不大,这是因为拉伸时产生滞后现象的主要原因是PLA相结构的破坏,所以PLA相含量的越多,损耗功越大,形变回复率也越低。由于ENR相的交联以及PLA相和ENR相的原位界面增容,应力回复之后,PLA/ENR TPV在同样应变所对应的应力值大于简单共混体系,且在相同时间内松弛应力较大。PLA/ENR共混物的生物降解行为研究表明,PLA/ENR共混物中发生降解的主要是PLA相,降解产物为羧酸和醇。同时,在酸环境下(PLA的降解产物),ENR相在热、空气、水分的作用下发生了老化。动态硫化体系中ENR相主要发生的是环氧基团开环后的交联,并且PLA相与ENR相界面接枝的PLA降解后生成的自由基会促进ENR相的交联;简单共混体系中ENR相除了发生交联,也会发生一定程度C=C键的氧化裂解。