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  現有研究已表明發泡材料的力學性能與泡孔結構關系密切，如強度和模量主要是受發泡材料的相對密度影響。但對于沖擊性能而言，相關研究較少且至今沒有明確的結論提出。近年來，PLA發泡材料發展迅猛，但提高PLA發泡材料韌性的相關研究仍處于起步階段。因此，非常有必要系統地研究PLA發泡材料泡孔尺寸與沖擊性能之間的關系。

  近期，中國科學院寧波材料技術與工程研究所汪龍研究員和四川大學楊偉教授在聚乳酸發泡材料力學性能調控方面取得進展。研究人員以PLA為基體，PBAT為增韌相，通過二次開模微孔注塑發泡工藝（如圖1）成功制備得到了膨脹倍率相同但泡孔尺寸不同的PLA發泡材料。研究發現通過調控泡孔尺寸即可實現PLA/PBAT發泡材料的脆韌轉變，沖擊強度最高可提升近210%，且存在臨界泡孔尺寸（如圖2）。進一步，發現改善PLA和PBAT相容性可將臨界泡孔尺寸從15 mm提高至30 mm。通過沖擊斷面分析及單側缺口彎曲試驗結果分析，研究人員提出了泡孔尺寸主導的增韌機理（如圖3）：隨著泡孔尺寸減小，泡孔壁厚度也隨之減小，在沖擊過程中，相鄰泡孔以及PBAT相的應力場互相疊加，可阻礙泡孔間的銀紋直接發展成為裂紋，引發基體地剪切屈服及泡孔的塑性形變，極大地提高沖擊性能。該工作為高韌性PLA發泡材料的制備提供了通用的策略。

圖3泡孔尺寸主導的增韌機理圖

原文鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.4c02051