界面反应调控构建全生物基强韧PLLA/PA510共混物：相形态精细调控与界面强粘附机制

为解决聚乳酸(PLLA)固有脆性限制其应用的问题，研究人员创新性地采用生物基聚酰胺PA510与环氧相容剂ADR共混改性，通过界面反应调控构建PLLA-g-PA510支化共聚物，实现断裂伸长率404.2%与拉伸强度59.6 MPa的优异平衡，为全生物基高性能材料开发提供新策略。

　　

随着全球对白色污染问题的日益关注，生物可降解材料成为研究热点。聚乳酸(PLLA)因其良好的加工性和生物相容性，在包装、医疗等领域展现出巨大潜力。然而，这种材料的致命弱点——脆性大、热稳定性差，严重制约了其在纺织、工程塑料等高附加值领域的应用。传统增韧方法往往以牺牲强度为代价，如何实现"鱼与熊掌兼得"成为学术界和产业界共同面临的难题。

浙江理工大学的研究团队独辟蹊径，首次将生物基聚酰胺510(PA510)与PLLA共混，并创新性地采用环氧基反应型相容剂Joncryl? ADR 4468进行界面调控。这项发表在《Sustainable Materials and Technologies》的研究，通过巧妙的预混工艺设计，成功构建了具有精细相形态和强界面粘附的全生物基复合材料。

研究团队主要采用熔融共混技术，通过理论模型预测相容剂分布，优化预混PA510与ADR的工艺路线。利用差示扫描量热法(DSC)分析热性能，扫描电镜(SEM)观察相形态，并系统测试力学性能。

选择性分布与原位反应过程
通过Hobbs理论模型预测相容剂分布，创新性地采用PA510预混ADR策略，促进ADR及其预接枝产物向界面迁移。这种"预定位"技术显著提高了PLLA-g-PA510支化共聚物的原位生成效率。

相形态与界面结构
ADR的引入使PA510分散相粒径从微米级(>1μm)降至亚微米级(0.4μm)，界面模糊化程度显著增加。这种精细的"海岛结构"为应力传递提供了理想通道。

力学性能突破
最优配比的(PA510/ADR)/PLLA共混物展现出惊人性能：断裂伸长率达404.2%，是纯PLLA的40倍；同时保持59.6 MPa的拉伸强度，与纯PLLA相当。这种"既强又韧"的特性突破了传统增韧材料强度骤降的瓶颈。

热性能改善
PA510的引入使材料热变形温度提高15°C以上，显著拓展了应用温度范围。DSC分析表明，ADR促进了PLLA结晶完善度，进一步提升了热稳定性。

这项研究通过反应动力学调控和微观结构设计，实现了全生物基PLLA材料性能的突破性提升。其创新点在于：首次将PA510用于PLLA改性；建立预混-迁移-接枝的界面构建新策略；获得强度与韧性协同提升的罕见效果。这不仅为生物基高分子合金设计提供了新思路，更为开发环境友好型高性能工程塑料开辟了道路。研究揭示的"界面反应-相形态-性能"构效关系，对指导其他不相容体系共混改性具有重要参考价值。