图 1  2011-2015年中国PLA表观消费量图

         聚乳酸（PLA）环境友好、可再生，且具有优良的物理性能、生物相容性及生物降解性，被广泛地应用于日用、医用等领域。PLA原料丰富，是可持续发展资源，应用范围广泛。2015年，我国PLA表观消费量达2.91万吨。随着国家对环境保护的日益重视及人们环保意识的增强，PLA市场前景良好，具有很强的发展潜力，预计2020年消费量可达7.64万吨。然而，目前PLA制品最大的问题是脆性大，即使用过程中受到撞击易破坏。这极大程度限制了其应用。目前PLA制品常用增韧的方法是添加相容性的增塑剂，但增塑剂的加入在提高韧性的同时往往会使制品强度和模量大幅降低，使其无法作为结构件使用。我们提出了PLA制品增韧新方法，同时获得了优异高强度和高模量。

1. 强剪切与增塑剂协同诱导大量PLA串晶结构
         选用生物可降解的聚乙二醇（PEG）为增塑剂，利用振动注射成型技术，通过强的剪切流动场和PEG增塑剂共同作用下诱导大量PLA串晶结构的生成。获得的PEG改性PLA制品其断裂伸长率11.3%，韧性大幅改善，且拉伸强度高达61.6 MPa。

图 2 应力应变曲线，（a）普通注射成型PLLA，（b）剪切振动注射成型PLLA，（c）普通注射成型PLLA/PEG，（d）剪切振动注射成型PLLA/PEG；插图为四组试样断裂后照片以及剪切振动注射成型PLLA/PEG扫描电镜图，小角散射图样

2. 添加纳米氧化锌晶须制备具有仿贝壳结构的高性能PLA制品
        自然界贝壳由95 vol%原始的、低强度方解石或霰石、CaCO3矿物(无机相)和5 vol%有机质组成，通过从介观到微观复杂多级结构特殊的组装及界面配合，贝壳同时具备的高强度和高韧性。受贝壳结构的启发，我们在PLA中加入纳米氧化锌晶须，利用振动注射成型技术，使得纳米氧化锌晶须取向排列，并诱导刚硬取向晶体层生成（如图3B），最终制备的类贝壳结构PLA制品具有超强的力学性能，相对于普通PLA制品，其拉伸强度提高了近2倍，达119.4 MPa；冲击韧性提高了2.5倍，达11.5 KJ/m2。
                  

图 3 （A）结构化仿贝壳PLA及普通PLA制品力学性能对比；（B）结构化仿贝壳PLA制品示意图