文 献 综 述

一、聚乳酸的特性及应用

聚乳酸[1-2]是一种半结晶性高聚物，玻璃化转变温度和熔融温度分别约为60℃和170℃。众所周知，对结晶性高聚物来说，结晶度和取向是影响制品性能的两个重要因素。对聚乳酸而言，由于其结晶速率比较慢，采用传统的成型加工方法[3-6]加工时得到的制品通常是非晶透明的，因此在应用于包装领域时是一种很好的替代传统塑料的选择[7-8]。随着对聚乳酸研究的不断深入，人们也希望把其应用拓展到一些有特殊要求的领域，比如有耐热和耐久性要求的电子电器外壳、汽车内饰等，这就要求聚乳酸在成型过程中能够结晶，因为只有结晶的PLA在玻璃化转变温度以上才拥有较高的机械性能，聚乳酸是一种多晶态的高分子材料，为了在成型过程中得到结晶的聚乳酸试样，通常选用的成型温度为100℃-120℃，当在这个温度区间结晶时，聚乳酸得到的是无序的。晶(配晶)和有序的a晶的混合物，然而a晶是亚稳态的，在一定的条件下可以转变为稳态的a晶。因此，研究聚乳酸的结晶行为，特别是晶态之间的转变，非常具有实际意义。另外，在成型加工过程中，由于流动、应变、以及应力等都能够引起制品中存在取向行为，而且取向对制品机械性能、降解速率以及尺寸稳定性等有着重要的影响。因此，研究PLA的结晶和取向不但有重要的学术价值，而有重要的实际应用价值。

聚乳酸是一种来源于可再生农业[9]资源如玉米淀粉的生物降解高分子材料。其制品废弃之后在自然界中首先经过水解、酶解转变为乳酸低聚物，然后在微生物的作用下最终转变为水和二氧化碳，随后又在光合作用下成为淀粉的起始原料，不会对环境产生任何污染，是一种典型的维持自然界”碳循环平衡”的材料。在过去的很长一段时间里，由于PLA的价格比较高、生产困难，而且分子量也有限，因此PLA的应用主要在生物医用方面，如骨钉、手术缝合线、矫形支架、以及药物控释载体等[10-11]。最近，随着乳酸聚合技术的突破，高分子量PLA的成功工业化生产使得价格大幅降低，相关的应用研究越来越多，其应用领域也不断的拓宽[12]。由于PLA具有堆肥性，而且来源于可再生资源，因此被认为是解决社会固体废弃物处理问题的一种理想材料。同时，PLA也是一种环境友好且低毒的热塑性塑料，因此在食品包装以及其他消费品领域的应用前景非常广阔。PLA具有良好的机械性能，可以和传统的石油基塑料聚对苯二甲酸乙二醇醋(PET)以及聚苯乙烯(PS)相比拟。同时，其拉伸模量和弯曲模量均高于高密度聚乙烯(HDPE),聚丙烯(PP)和(PS)。 PLA又具有非常好的光学性能以及阻透性能等。比如，对乙酸乙酷和D-柠檬烯等有机物的阻透性能，PLA与PET的相当，对H2O的渗透系数低于PS，但高于PET。因此，PLA是一种非常有应用前景的和传统热塑性塑料相竞争的生物降解材料。

二、成核剂

成核剂是一种用来改变不完全结晶聚合物树脂的结晶度，加快其结晶速率的加工改性助剂。结晶型聚合物树脂的结晶行为、晶粒结构直接影响到制品的加工和应用性能，这类聚合物制成的塑料的机械强度和使用性能依赖于其结晶度和结晶形态。例如分子量为10万的聚乙烯，当结晶度低于60%时制品的杯械强度很差，低结晶度的聚丙烯(PP)的熔点、硬度、刚性同样较低，成核剂通过提供晶核促进树脂结晶，使晶粒的结构细微化，从而提高制品的刚度，热变形温度，尺寸稳定性及透明度和表面光泽度。

一个良好的成核剂必须具备以下五个特征，(1)在聚合物的熔点以下不溶;(2)与聚合物有良好的共混性;(3)在聚合物中能以微颗粒形式分散;(4)与聚合物具有相似的结晶结构;(5)本身无毒或低毒。综合文献报道，可作为成核剂的物质较多，尤其是近年来随着对聚合物加工制品性能要求的日益严格，成核剂的开发和应用受到了世界各国的普遍关注，其品种发展迅速，性能研究更加充分，消耗量以美日两国为主，日本在1992年有机成核剂的使用量已超过1000吨，目前国内成核剂的研究工作较落后，尚有待进一步展开。

三、成核剂的种类概述

聚合物成核剂按其分子组成大致可分为三大类:无机成核剂、有机成核剂、高分子成核剂。

3.1无机类成核剂