中文摘要：

本项目以稀有新疆优质皂石为基体，以超声和微波技术为依托，采用水解法制备纳米ZnO柱撑有机皂石，并研究其表面性质、热稳定性和层间柱结构，探索纳米Zn0柱撑有机皂石制备的新技术、新方法，揭示纳米Zn0柱撑有机皂石构效关系。利用Zn0柱撑有机皂石，在其层间域催化乳酸单体缩聚制备绿色剥离型PLA/ZnO柱撑有机皂石纳米复合材料，实现催化剂和分散相一体化、原位聚合反应定域化且复合材料的分子量分布达到可控性，并研究复合材料的微观结构与性能。利用熔融插层法制备PLA/ZnO柱撑有机皂石纳米复合材料，研究其性能及剪切场中复合材料的流变响应行为，获得PLA/ZnO柱撑有机皂石纳米复合材料的流变-微观结构之间的相关性以及插层中PLA基体与ZnO柱撑有机皂石片层间纳米尺度复合的可控性，考察剪切速率、应变、温度梯度等加工因素的影响，揭示复合材料体系在剪切场中的形成过程、剥离机理、形态发展与结构变化等基本理论问题。

结论摘要：

本项目以稀有新疆优质皂石为基体，以超声和微波水解法制备Zn0柱撑有机皂石，并研究其热稳定性、层间柱结构和构效关系。以乳酸和丙交酯为单体，Zn0柱撑有机皂石催化作用下，实现原位插层聚合反应定域化,性能与结晶速率提高。同时研究了PLA/ZnO柱撑有机皂石纳米复合材料在剪切场中的流变响应行为、储能模量、刚性与弹性的影响机制，实现了PLA基体与ZnO柱撑有机皂石片层间纳米尺度复合的可控性,表明ZnO柱撑有机皂石片兼具催化剂和功能性助剂的于一体,有利于PLA材料的高性能化。（1）当柱撑比例为10:1时，制得剥离型的ZnO柱撑皂石，ZnO粒径为20-50nm，均匀分散在皂石片层层间域。以ZnO柱撑皂石为催化剂，以乳酸为聚合单体，通过原位插层聚合法制备了PLA/ZnO柱撑皂石纳米复合材料,并获得最优工艺，聚合反应符合三级反应动力学模型。Zn0柱撑皂石具有层间域催化作用，实现催化剂和分散相一体化、反应定域化且分子量分布可控，ZnO柱撑皂石有效提高PLA结晶度及其热稳定性，并赋予PLA材料紫外屏蔽性。（2）通过有机插层法制备了ZnO柱撑有机皂石，并具有良好的抗菌性。以ZnO柱撑有机皂石为催化剂、丙交酯为单体，分别通过热聚合法和微波法制备出较高分子量的PLA复合材料，并获得反应动力学模型，ZnO柱撑有机皂石明显提高了PLA的结晶度和热稳定性。采用异氰酸酯基对PLA进行了熔融扩链反应，扩链显著提高PLA的分子量，其结晶度高、熔点、热稳定性能均明显提高。（3）通过熔融插层法制备了PLA/ZnO柱撑有机皂石纳米复合材料。0.1 % ZnO柱撑有机皂石量可以显著提高PLA复合材料的综合性能。剪切场中当温度达到120℃时，材料的储能模量开始迅速提高, ZnO柱撑有机皂石抑制了特殊网状结构的产生，增强了复合材料的刚性与弹性。ZnO柱撑有机皂石缩短了PLA的t1/2，Avrami指数在2.18-4.77之间，PLA晶体以二维或三维的方式增长，Ozawa模型计算和POM分析表明ZnO柱撑有机皂石提高了材料的结晶速率。PLA/ZnO柱撑有机皂石纳米膜材料具有良好的紫外屏蔽性和抗菌性能，可以应用于包装和保鲜领域。