目前,生物医用高分子材料作为功能高分子材料的分支之一,发展非常迅速,广泛用作组织工程材料、人体器官、药物控制释放材料、仿生智能材料等。其中聚乳酸因具备良好的生物相容性、生物降解性、以及易加工性,在医学和包装材料等方面有着广泛的应用,是最有前途的可生物降解高分子材料之一。但是聚乳酸均聚物也存在不少缺陷,如亲水性差,力学强度低、韧性较差等。为了改善聚乳酸的这些性能,国内外许多学者对其进行了大量的共聚、共混改性研究。

除化学结构因素外,聚合物结晶和形态的不同,同样会导致各种性能的差异,而高聚物的结晶也始终是高分子领域研究的重要课题之一。聚乳酸的结晶性能对其力学性能和降解性能有着重要的影响。因此,研究影响聚乳酸结晶和形态的因素聚乳酸及其共聚、共混物的结晶行为,不论在理论方面,还是在实际应用方面,都将是十分有意义的[1]。

聚乳酸(PLA)由于可以用玉米、马铃薯等可再生资源制备，而且使用后能在自然界中完全降解，最终生成二氧化碳和水，进入土壤中被植物吸收而完成一次碳的循环，不会对环境产生污染，因此一直是近年来的研究热点。PLA机械性能良好，能通过吹塑、挤出、纺丝、拉伸等方法加工成型，而且PLA生物相容性很好，也可用于医药领域例如医用缝合线、一次性输液用具、药物控释载体、骨科内固定材料、组织工程支架等。但作为工程塑料应用还非常有限，这主要是由于PLA较慢的结晶速率和较低的结晶度所造成的。为此，国内外学者深入研究PLA的结晶行为以找到改善其结晶性能的方法。添加成核剂是改善PLA的结晶性能的有效方法，目前已发现对聚乳酸有很好成核效果的仅有滑石粉、右旋聚乳酸(PDLA)、苯基磷酸锌等几种成核剂。

聚合物结晶可以在等温和非等温条件下进行，但在实际加工过程中(如挤出、注射、吹塑等)常常是在非等温条件下进行的。通过对聚合物的非等温结晶动力学研究聚合物的结晶性能对加工和性能评价具有指导意义。目前，运用多种方法(如Jeziony、Ozawa

、莫志深方法等)对PP、尼龙等聚合物的非等温结晶动力学进行研究均取得较好结果。

添加有机填料能有效地改善PLA的结晶，在较低冷却速率下，增加有机填料的含量能增加PLA的结晶度，但是半结晶期有所增加;而在较高冷却速率下增加有机填料的含量并没有明显提高PLA的结晶度。由于成核效果和阻碍作用的协同效应，按照材料的不同用处可以制备不同结晶度的产品。Jeziony理论分析表明PLA以及有机填料/PLAAvrami指数均在2～3之间，表明前期PLA及PLA/有机填料复合材料可能以二维生长方式生长，而且有机填料的加入并未改变PLA的成核机理和生长方式[2]。

聚乳酸复合材料的研究进展

1．PLA/碳纤维复合材料

碳纤维是常用的增强纤维之一。与其他纤维增强聚乳酸复合材料不同的是，在活细胞环境中，PLA/碳纤维复合材料具有良好的组织相容性和血液相容性，不会引起组织的过敏和排异现象。Majola[4]等经过测试，发现用碳纤维增强的PLA初始弯曲强度高达412MPa。进一步研究发现，三维碳纤维(C3D)增强PLA的复合材料具有更高的拉伸和冲击强度，降解速率更低，二次施压后材料孔隙率变小，可进一步增加机械强度[5]。尤其是在用硝酸氧化处理碳纤维后，纤维表面变粗糙，能提高纤维与聚乳酸基体的界面结合力[6]。

2.PLA/玻璃纤维复合材料