中文摘要：

聚左旋乳酸(PLLA)是应用前景良好的生物降解型高分子材料，但其耐热使用温度不高，热稳定性差，结晶速度慢，加工性能不好的缺点限制了其广泛应用。文献报道PLLA与聚右旋乳酸(PDLA)的共混物形成立体复合物后可以明显提高PLLA的结晶性能和熔点。本项目以聚乳酸立体复合物作为PLLA成核剂，研究其在PLLA熔融与冷却过程中对PLLA结晶行为的影响与控制，以提高加工过程的结晶速度和产物的耐热使用温度。通过调控PLLA/PDLA的比例，PLLA和PDLA的分子量及其分布，原料的旋光纯度，成型加工温度等条件，设计出具有不同结晶形态和结晶性能的PLLA/PDLA共混材料。重点研究立体复合物自身均相成核结晶的行为规律，并考察立体复合物对PLLA异相成核结晶过程和结晶机制的影响。通过立体复合物作为成核剂对PLLA 熔融加工中的结晶行为控制，最终实现对PLLA 加工性能、耐热性能和力学性能的改善。

结论摘要：

本申请项目主要研究了分子量相近的PLLA和PDLA非等比例及等比例共混时以及不同分子量的PLLA和PDLA非等比例及等比例共混时，形成的PLLA/PDLA立体复合物作为成核剂对PLLA热性质和结晶行为及性能的影响。设计合成了具有不同分子量和分子量分布的聚左旋乳酸和聚右旋乳酸，根据实验需要制备不同共混比例的PLLA/PDLA共混体系。考察了立体复合物的均相成核作用对PLLA 的异相成核有无诱导作用；探索了聚乳酸立体复合物的成核机理以及诱导PLLA结晶行为的微观机制；考察成核作用的存在对熔体冷却过程中PLLA 结晶温度，结晶速度，晶体类型与结构，以及晶体尺寸是影响是否相同，是如何影响的，是否有新的成核机理均值得研究。同时立体复合物自身结晶行以及PLLA和立体复合物直接的竞争结晶也是重点研究内容。设计了体系从不同温度降温，使立体复合物处于熔融、半熔融或者完全不熔融的状态来达到成核剂的不同作用，并以此观察了立体复合物成核剂对PLLA结晶的影响。根据不同的结晶条件设计出了具有不同结晶形态和结晶性能的PLLA/PDLA材料；分别在球晶尺度上研究了PLLA/PDLA共混体系晶体成核，生长的过程及构筑结晶机理。研究了立体复合物作为成核剂对具有旋光结构的聚乳酸共混体系结晶行为的微观机理，探索了PLLA/PDLA等温和非等温结晶动力学研究，为合成具有不同结晶形态和结晶性能的聚乳酸材料提供了理论基础。由于PLLA热力学性能的全面提高，需要综合考虑PDLA和PLLA分子量，PDLA含量以及结晶条件的协同作用，所以本项目系统研究了这些影响因素，为制备结晶形态和性能均可控的系列聚乳酸材料提供实验依据。本项目还将研究了不同共混比例的立体复合物体系的动态机械性能，应力-应变机械特性等重要力学性能和流变学性能指标，从而获得具有最优综合热力学性能，机械性能和加工性能的聚乳酸材料，最终推动聚乳酸在基础研究和应用领域的发展。本项目执行过程中共发表SCI论文6篇，申请中国发明专利3项，获得吉林省科技进步一等奖一项。