如何提高聚乳酸的熔体强度？

一、聚乳酸的熔体强度

聚合物的熔体强度是指熔体在一定条件下受力（如牵引或拉伸力）的作用而断裂。它是决定产品成型时材料加工特性的一个非常重要的性质。

PLA由于分子链中长支链少，熔体强度特别低，在热成型时，对于PLA这种硬而脆、熔体强度很低的聚合物，成型过程只能在很窄的温度范围内进行。

针对PLA的分子结构特点，可以从以下两个方面来提高其熔体强度：一是提高PLA的平均分子量，二是在PLA分子中引入长支链结构。实际工业生产中高分子两PLA的生产会造成聚合反应时间延长，生产效率低。因此，在PLA分子中引入长支链结构使提高PLA熔体强度的主要方式，具体方法有共聚改性、反应挤出等。

（一）共聚改性

可以通过共聚方法在PLA分子中引入酯化结构，如丙交酯和环氧化脂肪或油共聚、丙交酯和双环内酯共聚，用过氧化物处理PLA，在PLA聚合时加入多官能团引发剂。

（二）反应挤出

1.有机过氧化物

PLA分子末端的端羧基和端羟基上的氢原子属于活泼氢，过氧化物通过自由基夺氢反应使PLA分子链发生一定胜读的交联，从而提高PLA的熔体强度。有机过氧化物包括烷基过氧化物、过氧化酮、酯类氧化物、酰类过氧化物等。

PLA与PCL、PBS共混可以改善PLA的柔韧性，虽然使PLA得以软化、弹性模量降低，但是断裂伸长率往往提高不多，如果添加少量的有机过氧化物，则能够明显提高材料的断裂伸长率。

由于有机过氧化物的反应活性较高，用量一定要严格控制，过量则会导致聚合物产生过度交联，失去热塑性。

2.含环氧官能团聚合物

由于PLA的端羟基或端羧基能够与环氧官能团发生反应，和含有环氧官能团的丙烯酸类共聚物熔融共混能够有效地在PLA分子中引入长支链，提高PLA熔体强度，改善PLA吹膜、吹塑、发泡等成型性。

含氧官能团共聚物用作PLA支化剂能有效抑制或减少PLA凝胶化程度，又有抑制PLA熔融加工过程中水解的作用。通过控制扩链剂的添加量，使改性的PLA树脂中含有少量的自由环氧官能团，能够以母料形式添加到未改性的线型PLA树脂中，制备支化度可以任意调节的PLA树脂，还可以作为相容剂或作为共挤出成型中的粘合层用树脂。

3.多异氰酸酯化合物

多异氰酸酯化合物能够与PLA的端羧基反应，从而在PLA分子中引入支化结构，提高其熔体强度。

在用多异氰酸酯化合物对PLA熔体强度时要注意，水含量应控制在0.005%-0.010%以下，水含量越高，PLA熔体强度提高的越不明显，超过0.2%时，添加MDI无法提高PLA的熔体强度。