固态拉伸工艺增强聚左旋乳酸基可降解材料的力学性能研究

研究人员开发了一种创新的固态拉伸工艺，通过调控聚(l-乳酸)(PLLA)及其三元共聚物(PLGT)的结晶行为和分子链取向，显著提升了材料的力学性能。拉伸后的PLLA断裂强度达164 MPa，PLGT更是达到263 MPa，同时保持36%和55%的应变率。该研究为可降解生物材料提供了通过相结构调控增强性能的新策略。

　　

这项突破性研究展示了一种巧妙的固态拉伸工艺，能够同步提升聚(l-乳酸)(Poly(l-lactide), PLLA)及其与乙交酯-三亚甲基碳酸酯的三元共聚物(Poly(l-lactide-glycolide-trimethylene carbonate), PLGT)的力学性能。通过诱导材料结晶和分子链取向，研究人员实现了令人瞩目的性能突破：拉伸后的PLLA展现出164兆帕的断裂强度和36%的应变率，而PLGT表现更为优异，达到263兆帕的断裂强度和55%的应变率。

这种显著的力学性能提升源于三个关键机制：PLLA链段晶体结构从紧密堆积的α相转变为松散排列的α′相；球晶结构转变为互锁的"串晶"结构(shish-kebab crystals)；以及无定形分子链的定向排列。特别值得注意的是，这种相结构调控完全基于可降解的PLLA基共聚物体系，为开发高性能生物医用材料开辟了新途径。

研究还通过图示生动展示了固态拉伸过程中材料相态和形貌的转变过程，这种转变正是材料获得卓越力学性能的结构基础。该成果不仅为可降解高分子材料的性能优化提供了新思路，更为开发下一代环境友好型生物医学材料奠定了重要基础。