聚乳酸（PLA）由于其刚性、生物可降解性以及良好的透明性等优点，在包装和其他消费品领域受到了日益增加的关注。为了克服聚乳酸固有的脆性，常使用其经过增韧的共混物，但不幸的是增韧填料的加入，会导致聚乳酸材料透明性的损失，从而限制PLA制品的应用。考虑到PLA的透明性和韧性，我们采用具有核壳结构的纳米粒子来增韧PLA，并避免其透明性和韧性的大幅降低。本工作通种子乳液聚合合成了甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物（ACR）：以聚丙烯酸丁酯（PBA）作为橡胶核，赋予基体韧性；以聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作为硬壳，为聚合物基体提供刚性和相容性。实验研究了ACR纳米粒子的粒径与含量对PLA/ACR共混物光学性能、力学性能的影响。结果表明PLA/ACR共混物具有优异的透明性，光透射率高达75%（550nm），同时还发现随着ACR粒径尺寸的减小，共混物的透明度也有一定程度的下降。通过电镜脆断截面的观察，我们认为该现象可能是由小粒径的ACR所形成更大团聚体的散射造成。当ACR含量达到20 wt %时，PLA/ACR共混物的断裂伸长率可达最大值为279.9%，比纯PLA提高了65倍，而弹性模量和抗拉强度的下降不明显，还能分别保持55.7 MPa和2.06 GPa的水平；同时该PLA/ACR共混物与纯PLA相比具有8倍冲击强度的提高。经过增韧机理的研究，我们认为受力过程中基体的剪切屈服和粒子的空化赋予了PLA/ACR共混物优异的韧性。
Yuan Chen, Mingwang Pan, Yue Li, Jia-Zhuang Xu, Gan-Ji Zhong*, Xu Ji, Zheng Yan, Zhong-Ming Li. Core-shell nanoparticles toughened polylactide with excellent transparency and stiffness-toughness balance. Compos. Sci. Technol. 2018.