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通过拉伸-非溶剂诱导相分离-液体注入工艺制备的聚乳酸薄膜具有自清洁、透明和防冰性能,并实现了硬度与韧性的平衡
《Nanoscale》:Self-cleaning, transparent, and anti-icing properties of polylactic acid films with stiffness-toughness balance via a stretching-nonsolvent-induced phase separation-liquid infusion process
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年11月26日 来源:Nanoscale 5.1
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聚乳酸(PLA)薄膜通过拉伸-非溶剂诱导相分离-液体浸渍工艺制备,兼具自清洁、高透明、抗结冰和柔韧平衡特性。该工艺生成多孔结晶表面层提升疏水性和粗糙度,注入匹配折射率的疏水液体恢复高透光性(90.9%)并增强自清洁润滑性,低温下仍保持力学性能平衡。
聚乳酸(PLA)是一种高度可持续且完全可生物降解的聚合物,被视为替代传统聚烯烃薄膜在包装应用中的有前景的材料。然而,由于其富含酯基的骨架结构,PLA天然存在一些缺陷,如易碎性和亲水性,这限制了其应用范围。探索其优异的综合性能对于扩大其应用领域具有重要意义。在这项研究中,我们开发了一种简便且环保的制备方法——通过拉伸-非溶剂诱导相分离-液体注入(NIPS-液体注入)技术来制造具有自清洁、高透明度、防冰性能以及良好刚度-韧性平衡的PLA薄膜。NIPS工艺使得薄膜表面形成多孔晶体结构,显著提高了其表面粗糙度和疏水性。随后注入一种与PLA折射率相匹配的疏水液体,不仅恢复了薄膜的透明度(光透过率为90.9%),还赋予其优异的润滑性和自清洁性能。所得材料在低温条件下仍保持自清洁能力和光学清晰度,同时不会因拉伸作用导致的非晶相取向而显著损失刚度-韧性平衡。这项工作为设计多功能PLA基包装材料提供了实用途径,例如用于冰箱等家用电器的包装材料。