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聚乳酸(PLA)是一种生物可降解、且具有优良生物相容性和高透明度的环保型高分子材料。聚乳酸制品可被微生物降解吸收,最终分解成二氧化碳和水。目前聚乳酸材料已应用于服装、包装、家用及卫生医疗制品等诸多领域,但因其力学性能差、热稳定性差等缺点限制了其广泛应用。本课题采用四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)作为增强填料,利用其特有的四针状三维立体结构及高强度和高模量来改善基体材料聚乳酸的力学性能及其他性能。本文采用双螺杆挤出机熔融共混法制备了聚乳酸/四针状氧化锌晶须复合材料(PLA/T-ZnOw),用动态力学分析仪、旋转流变仪、差示扫描量热仪、偏光显微镜及扫描电镜等表征手段研究了PLA/T-ZnOw复合材料的力学性能、动态力学行为、流变行为、结晶行为以及微观形貌等。力学性能测试结果表明,T-ZnOw的加入在一定程度上有利于提高PLA/T-ZnOw复合材料的力学性能,T-ZnOw添加量为3%时拉伸强度达到最大值(64.65MPa),比纯PLA提高了20.7%,常温冲击强度也有小幅提高。说明T-ZnOw对PLA起到了一定的增强和增韧作用。热变形温度测定结果表明,PLA/T-ZnOw复合材料的热变形温度在T-ZnOw添加量为3%时达到最大值(55.7℃),比纯PLA提高了9.87%。动态力学分析研究结果表明,在T-ZnOw添加量为3%时PLA/T-ZnOw复合材料的玻璃化温度达到最大值(68.7℃),比纯PLA提高了6℃。与纯PLA相比较,PLA/T-ZnOw复合材料的储能模量有所提高而损耗模量略微下降。流变行为研究结果表明,纯PLA及PLA/T-ZnOw复合材料均为假塑性流体,表现出切力变稀的现象。随着T-ZnOw的增加,PLA/T-ZnOw复合材料的非牛顿指数先减小后增大且向整数1靠近。说明T-ZnOw添加量较低时体系对剪切速率的敏感性较大,非牛顿流体特征明显,而T-ZnOw添加量稍高时体系接近牛顿流体,对剪切速率的敏感性减弱。在同一剪切速率下,复合材料的复合粘度随着T-ZnOw含量的增加先增大后减小。在角频率为0.1s-1～100s-1的区域内,PLA/T-ZnOw复合材料的储能模量和损耗模量随T-ZnOw含量的增加先增加后降低。偏光显微镜观察结果表明,T-ZnOw的加入使材料的球晶数目增多、粒径减小,说明T-ZnOw在聚乳酸基质中对其起到了异相成核的作用,能促进PLA的成核,但不利于晶体的生长。等温冷结晶动力学研究结果表明,Avrami方程能很好的描述纯PLA及PLA/T-ZnOw复合材料的等温冷结晶行为。纯PLA和PLA/T-ZnOw的Avrami指数都介于1.78～3.04之间,说明其晶体生长方式均为二维盘状生长和三维球晶生长并存。Hoffman-Weeks理论得出PLA/T-ZnOw复合材料的平衡熔点与纯PLA相比略有提高。所有试样的等温冷结晶后的熔融曲线在高温时表现为双重熔融峰,在低温时表现为三重熔融峰。Hoffman-Lauritzen理论分析结果表明,T-ZnOw的加入增加了垂直于大分子链的表面折叠自由能,使分子链排入晶格的阻力增大。非等温冷结晶动力学研究结果表明,Ozawa理论不适于描述纯PLA及PLA/T-ZnOw复合材料的非等温冷结晶过程,而修正的Avrami方程和Mo法均能很好的处理此过程。纯PLA和PLA/T-ZnOw复合材料非等温冷结晶后的熔融曲线也都呈现双重或三重熔融峰,T-ZnOw的加入加快了第三重熔融峰的消失。Hoffman-Lauritzen理论及其推论的结果表明,复合材料的E? (T)绝对值随着T-ZnOw的增加先增大后减小,且整体上大于纯PLA,说明T-ZnOw的加入增加了链段运动所需的结晶活化能,限制了大分子链的运动。