导语

       轻质、高强、高韧全聚合物复合材料不仅在化工、电子电器等传统领域应用广泛，而且在无人机、机器人等新兴领域有巨大新需求。目前，轻质、高强、高韧高分子复合材料材料仍面临化学制备过程复杂、结构可控性及二次加工稳定性差、多尺度结构设计与性能关联性不甚清晰等诸多挑战。受ABS树脂独特Salami微观结构启发，杭州师范大学李勇进/王亨缇团队创新性提出通过反应性加工在聚丙烯（PP）基体中原位构筑结构稳定可控的类Salami“硬核-软壳”颗粒，打破了材料性能协同提高的“trade-off效应”，获得“刚-韧平衡”多组分全聚合物合金材料。相关成果发表于Chinese Journal of Polymer Science。该研究有望为轻质、高强、高韧高分子复合材料的熔体加工制备提供科学依据。

重要成果

       建立一种通过“反应性预接枝-熔融共混”的两步法高分子加工策略在聚丙烯（PP）基体中构筑稳定可控的Salami结构，获得刚韧平衡全聚合物合金材料的方法（图1）。利用商品化弹性体POE-g-GMA中环氧基与PLLA端羧基的原位开环反应，通过反应性加工预先制备改性弹性体POE-g-PLLA；进一步与PP熔融共混，基于多组分间不相容性，在PP基体中原位构筑出以PLLA为“硬核”、POE为“软壳”的结构。

这种独特的分散相次级结构不仅能极大程度提高橡胶分散相的有效体积，降低材料脆韧转变的临界橡胶含量，提高增韧效率；而且内包含物（PLLA 粒子）的存在也提高了分散相的模量，使材料能够保持较高的强度与模量，确保复合材料能够兼顾良好的韧性（缺口冲击强度高达56.8 kJ/m²）与刚性（拉伸强度高达36.8 MPa、杨氏模量高达0.93 GPa），实现全聚合物合金材料综合性能的协同提高。此方法基于通用高分子加工设备，工艺简便普适，为开发轻质高强高韧的全聚合物材料提供了全新的途径。

图1. 熔融加工制备含Salami颗粒全聚合物合金材料的制备路线示意图与综合性能比较

总结与展望

       该研究利用反应性加工实现具有Salami结构全聚合物复合材料的设计制备及结构调控，开发全聚合物核壳粒子增强增韧工程塑料的新技术适于工业规模化制备，且具有较好的普适性，不仅确保了材料结构与性能的稳定性，且可望阐明具有阶层式Salami结构多组分聚合物材料的构效关系，对轻质、高强、高韧高性能高分子复合材料的规模制备和结构性能调控提供理论依据和技术指导。

背景介绍

       橡胶增韧塑料体系是最典型的不相容多组分高分子复合体系，其微观相态结构及性能调控研究受到广泛关注。相较于聚合物多组分体系中最常见的“海-岛”与“双连续”相态结构，阶层式Salami 结构在实现多组分高分子材料刚韧平衡性能上具有明显优势，但也面临化学制备过程复杂、结构稳定性差、结构-性能关系不甚清晰等诸多挑战。

特别是，Salami 结构的制备方法缺乏普适性，Salami 结构在提高塑料基体刚性作用与弹性体相增韧效率的协同机制也不甚清晰。如何通过高分子成型加工方法，在多种工程塑料基体中设计构筑稳定可控的 Salami 结构，建立具有较好普适性的全聚合物核壳粒子增强增韧工程塑料技术，这将对轻质、高强、高韧高分子复合材料的发展起到推动作用。

        本文相关成果发表于Chinese Journal of Polymer Science。论文第一作者为杭州师范大学大学硕士研究生夏衍，通信联系人为李勇进教授，王亨缇副教授。

Citation:  Xia, Y.; Sang, M. H.; Wang, X.; He, N.; Wang, H. T.; Li, Y. J. Overcoming the trade-off between toughness and stiffness of fully polymer-based alloys by elastomeric salami particles through reactive blending. Chinese J. Polym. Sci. 2026, 44, 675–687.

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