聚乳酸(PLA)作为一种采用生物质原料制造的可完全降解的塑料,可以从来源和最终处理上解决传统塑料制品造成的资源短缺和严重的塑料污染问题。但是,聚乳酸本身韧性差、耐热性差以及结晶速率低等缺陷严重制约了它的广泛使用。为保持聚乳酸的生物相容性与无污染等性能,设计采用具备生物相容性的天然埃洛石纳米管(HNTs)对聚乳酸进行改性。为获得高纯度的HNTs,首先对HNTs原料进行了提纯实验。考察了固含量、搅拌时间和静置时间等条件对HNTs提纯效果的影响,得到了提纯HNTs的最佳工艺条件。针对HNTs本身易团聚以及它与PLA之间结合力差的问题,采用了硅烷偶联剂对其进行接枝改性。研究了不同硅烷偶联剂、加料顺序、水醇比、反应温度以及pH值对改性HNTs效果的影响,制备了硅烷偶联剂接枝改性的埃洛石。将PLA与硅烷偶联剂改性的HNTs共熔融加工制备了复合材料,研究了复合材料的力学性能。结果表明,改性埃洛石重量含量在2-4%之间,可以显著提高聚乳酸的拉伸强度,同时,保持PLA断裂伸长率不降低。但是,改性埃洛石重量含量增加到4%以上时,材料的力学性能显著下降。为了充分利用埃洛石这种质优价廉的纳米材料,提高埃洛石纳米材料在复合材料中的含量,针对埃洛石管的多层结构特征,采用了二甲基亚砜(DMSO)为插层剂,将丙烯酸甲酯(MMA)单体溶解在DMSO中,然后原位聚合插层到HNTs的层间,制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)改性的埃洛石(PMMA-HNTs)。将PMMA-HNTs与PLA溶液共混,制备了PMMA-HNTs重量含量在2%以上的PLA/PMMA-HNTs复合材料,并对该材料的结晶行为、机械性能和热稳定性进行了研究。等温结晶动力学研究表明,加入PMMA-HNTs可以提高PLA的结晶速率,但是,随着PMMA-HNTs含量的增加复合材料的结晶速率却逐渐降低。而且,相同配比的PLA/PMMA-HNTs复合材料的结晶速率比PLA/HNTs明显降低。借助偏光显微镜研究发现,相对于未改性的HNTs,PMMA-HNTs的加入降低了 PLA的成核速率和生长速率。采用广角X射线衍射仪研究复合材料的晶体结构,发现PLA/PMMA-HNTs复合材料仍然保持了 PLA的α晶型结构。采用万能拉力机对复合材料的拉伸行为进行了研究,改性HNTs可以提高复合材料的拉伸强度,尤其是在添加比例高达30%以上时,材料的拉伸强度仍高于纯PLA的拉伸强度,但材料的断裂伸长率为纯PLA材料的50%左右。采用扫描电镜观察材料的微观结构发现,相同添加量的PMMA-HNTs在PLA中的分散性显著优于未改性HNTs。对材料的热稳定性的研究表明,随着PMMA-HNTs和HNTs含量的增加,复合材料的初始分解温度及最大热失重温度均略有降低。相同添加量的两种复合材料相比,PLA/PMMA-HNTs的热稳定性明显高于PLA/未改性HNTs复合材料。