聚乳酸(Polylacticacid,PLA)作为典型的生物可降解材料,具有生物相容性好、机械加工成型性好、透明度高、环境友好等优点,在服装、医药、包装、日常生活用品等领域具有广泛的应用。但是,PLA存在冲击韧性低、耐热性差、热稳定性差、结晶速率慢等缺点,严重制约着其进一步应用。此外,PLA合成过程比较复杂,从而造成其生产成本较高。为降低PLA制件的生产成本,PLA泡沫塑料应运而生。然而PLA自身熔体强度低,使得其难于进行发泡成型加工,特别是难于制得发泡倍率高且泡孔结构好的发泡样品。因此为改善PLA的性能及其发泡行为,有必要对PLA基体进行改性。玻璃纤维(Glass Fiber,GF)具有机械强度高、耐热性好、电绝缘性好、价格低廉等优点,被广泛用作聚合物增强改性材料。为此,本文针对PLA基体存在的不足,以GF作为填充材料,对PLA进行了复合改性,重点研究PLA/GF复合材料的性能及其发泡行为。首先,本文制备了质量比分别为95/5、90/10、85/15、80/20的PLA/GF复合材料,利用扫描电镜观察分析了该复合材料的结构,并且对该复合材料的几个重要性能指标,如力学性能、热机械性能、耐热性、热稳定性等进行了研究,揭示了 GF对PLA/GF复合材料性能的作用机理。研究表明,PLA/GF复合材料的力学强度较纯PLA大幅度提高,当GF含量为20%时,其拉伸强度、拉伸模量,弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别较纯PLA增加了 86.41%、135.98%、42.61%、99.57%和160.61%。同时,随着GF含量的增加,复合材料的储能模量E’先升高后降低,损耗因子Tan δ减小。这表明少量GF的存在就能显著提高PLA/GF复合材料的动态热力学性能。此外,GF的加入提高了 PLA/GF复合材料的耐热性,但未改变其热稳定性。其次,本文着重分析了 GF对PLA基体结晶性能的影响,并利用Jeziorny法定量分析了 GF对PLA结晶速率的影响。在此基础上,本文进一步研究了不同退火工艺(退火温度和退火时间)对PLA/GF复合材料结晶性能及力学性能的影响规律。研究表明,GF不仅加快了 PLA结晶速率,而且提高了其结晶度,当GF含量为20%时,PLA/GF复合材料的结晶度相比于纯PLA增加了57.62%。研究结果进一步表明,在GF和退火处理的共同作用下,复合材料的结晶性能与力学性能均得到了显著增强。最后,本文研究了不同GF含量和发泡工艺参数(发泡温度和饱和压力)对PLA/GF复合材料发泡行为的影响规律,并揭示了 GF含量、发泡温度和饱和压力与PLA/GF复合材料发泡样品平均泡孔直径、泡孔密度和发泡倍率的内在关系。结果表明,PLA/GF复合材料的粘弹性和熔体强度较纯PLA明显提高,有利于阻止材料发泡过程中泡孔的塌陷和破裂。当GF含量小于15%时,随着GF含量的增加,PLA/GF发泡样品的泡孔直径逐渐增加,泡孔密度逐渐下降;然而当GF含量为20%时,泡孔直径减小。发泡倍率则随着GF含量的增加呈先达到最大值后有所降低。在发泡温度为125-128℃范围内,PLA/GF发泡样品的泡孔直径逐渐升高,泡孔密度逐渐下降,发泡倍率先升高后基本保持不变,最大发泡倍率可达13.50,相比于纯PLA提高了 330.31%。在饱和压力为10-16MPa范围内,PLA/GF复合材料发泡样品的泡孔直径先减小后增大再下降,泡孔密度则呈先增大后减小再增大,发泡倍率则呈先增大后减小趋势。通过上述研究,本文开发了性能优良的PLA/GF复合材料,解决了纯PLA存在的诸多问题(如结晶速率慢、熔体强度低、耐热性差等),并揭示了GF对该复合材料的作用机理;通过退火工艺获得了结晶性能优良、力学强度较高的PLA/GF复合材料,并揭示了 GF对PLA基体结晶速率和结晶度的作用机理。通过高压釜发泡工艺获得了发泡倍率较高的PLA/GF复合材料,解决了纯PLA泡孔成型困难的问题。最终为PLA的应用领域拓展提供富有价值的理论指导。