对于含有两种可结晶组分的聚合物/聚合物共混物来说，不同组分的结晶行为以及不同晶体之间的相互影响是非常有趣和重要的。虽然聚乳酸/聚丙烯共混物的机械性能已被广泛报道，但聚乳酸/聚丙烯共混物的结晶性能尚未得到系统研究。由于聚乳酸和聚丙烯具有相似的熔点，并且都能在很宽的温度范围内形成晶体。在二元共混物从熔体中结晶的过程中，哪种晶体首先形成，以及先形成的晶体对后续结晶行为的影响，到目前为止还不清楚。聚乳酸和聚丙烯结晶行为的相互作用对于聚乳酸/聚丙烯共混物的机械性能和应用非常重要。

       基于上述背景，江西师范大学化学化工学院邵俊副教授课题组采用双螺杆挤出机共混法，制备了不同质量比的左旋聚乳酸（PLLA）/聚丙烯（PP）共混物，并研究了二者之间结晶行为的相互影响。差示扫描量热仪（DSC，图1）和偏振光显微镜（POM，图2）分析结果表明：在有PP晶体存在的情况下，PLLA分子链的扩散和结晶速率都有所提高。而无定形PLLA分子链的存在，抑制了PP分子链的扩散，并导致结晶速率下降。

图1 等温结晶曲线（130 ℃）。

图2 PP、PLLA和PLLA/PP(5/5)在130 ℃不同时间的POM。

       在此基础上，为探究PLLA晶体对PP结晶行为的影响。进行了三次等温测试，第一次和第三次均是将样品完全熔融后淬火等温，第二次则是保持共混样品中PLLA结晶，PP熔融后进行淬火等温（图3）。

图3 PP(a)、PLLA(b)和PLLA/PP(5/5)(c)的三条等温结晶曲线。

       在PLLA晶体存在的情况下，PP的结晶速度得到提高，这可能是因为PLLA晶体的存在使PP晶体的生长空间受到限制，因此PP晶体主要在二维或一维空间形成（图4）。虽然PP分子链的运动受到PLLA晶体和无定形分子链的限制，但PLLA晶体可以为PP的结晶提供大量的异相成核位点，PP分子链可在PLLA晶体附近就近形成大量小而致密的晶体。这种成核效应在PP结晶过程中占主要主要，因此PLLA晶体的存在大大加快了PP的结晶速度。

图4 等温结晶10分钟后加热过程中的PLLA/PP(5/5)试样示意图(a、b、c)，以及间隔20秒后的第二次等温结晶示意图(d、e、f)。

       该工作发表在Chinese Journal of Polymer Science上。李双成硕士研究生是该论文的第一作者，邵俊副教授、侯豪情教授及项声为通讯作者。

原文信息：

The Crystallization Behavior of L-Poly(lactic acid)/Polypropylene Blends: The Acceleration for Both L-Poly(lactic acid) and Polypropylene

Li, S. C.; Zhou, W. J.; Wu, W. J.; Shao, J.; Chen, S. L.; Hou, H. Q.; Xiang, S.

Chinese J. Polym. Sci. 

DOI: 10.1007/s10118-024-3104-x