为了应对石油危机和环境问题,高性能生物基可降解塑料的开发及扩展其应用领域成为国内外研究热点。聚乳酸(PLA)作为一种高模量、高强度、透明性的生物基塑料,因其具备可生物降解性、可再生性以及生物相容性等性能优点,近些年受到了广泛的关注和研究。但是PLA韧性差、结晶速率慢等缺陷成为制约其发展的瓶颈。本论文在保持PLA及其复合材料生物基特性的基础上,以橡胶增韧塑料和动态硫化技术为出发点,制备PLA基热塑性硫化胶(TPV),对PLA进行增韧改性,扩大其应用范围。为保持PLA的生物基属性,不影响其可再生性,本论文采用同样来源于生物基的天然橡胶(NR)作为PLA的增韧改性剂,制备全生物基的PLA/NR共混材料。首先采用过氧化二异丙苯(DCP)引发动态硫化制备PLA/NR TPVs,力学性能测试发现,在NR含量增加至30wt%时(试样DP70),该TPV材料的冲击强度和断裂伸长率只有7.75kJ/m2和55%;当NR含量进一步增加至35wt%(试样DP65)时,该TPV材料发生脆韧转变,其冲击强度和断裂伸长率则高达58.25kJ/m2和216%,均为纯PLA的21倍之多,实现了对PLA优异的增韧效果。通过对该TPV的微观形貌进行观察发现,其形成了塑料相和橡胶相均以连续状存在的规整的双连续相结构,这一研究结果在动态硫化技术领域属于首次发现,打破了人们对于TPV中橡胶相通常以颗粒状存在于连续的塑料基体中形成“海-岛”结构的传统认识,对于动态硫化技术领域的发展是一个非常有益的补充。同时红外测试的结果表明,DCP在引发NR发生交联反应的同时,也引发了PLA和NR之间的接枝反应,实现了原位反应增容,提高了两相之间的界面结合力,从而赋予TPV优异的韧性。分别采用硫磺(S)、DCP和酚醛树脂(2402)三种不同的硫化体系引发动态硫化制备了PLA/NR TPVs,研究表明该三种TPVs均形成了规整的双连续相的特殊结构。红外测试表明,在动态硫化过程中三种硫化体系均引发PLA和NR之间的接枝反应,实现了对PLA和NR之间的原位反应增容作用。NR含量为40%时,采用DCP和硫磺引发制备的TPVs的冲击强度分别为42.5 kJ/m2和25.75 kJ/m2,分别是纯PLA的16倍和10倍之多。平衡考虑,采用DCP引发制备的TPVs具有较好的综合性能。在三种硫化体系,酚醛树脂硫化体系中添加的酸性硫化助剂SnCl2有加速PLA降解的作用,通过GPC测试表明通过酚醛树脂硫化体系引发制备TPVs中PLA的重均分子量较纯PLA下降了一半多;而硫磺体系和过氧化物体系引发制备的TPVs中PLA的降解程度只比纯PLA经高温加工后的降解程度高一点,说明该两种体系制备的TPVs中PLA的降解主要是由于热氧降解引起的。由于PLA的严重降解,所以树脂体系引发制备的TPVs的力学性能和热稳定性最差。在双连续相结构的基础上,我们发现全生物基的PLA/NR TPVs具备优异的形状记忆效应。其形状固定率和形状回复率分别高达100%和95%以上,较纯PLA和PLA/NR简单共混物有明显的提升,而且形状回复速率也显著加快。同时随体系中NR相交联密度的提高,该TPV的形状回复速率变快,而且最终的残余变形越小。分析认为PLA/NR TPVs具有优异形状记忆效应主要来源于以下几个因素:一是特殊的双连续相结构,连续的PLA相赋予该TPVs优异的形状固定率,连续的交联NR相在变形后赋予该TPVs强大的弹性回复力;二是动态硫化过程中,引发了PLA和NR之间的接枝反应,对其实现了原位反应增容,提高了两相之间的界面结合力,更有利于PLA相对NR形状的固定,储存更多的弹性回复力;三是PLA为半结晶性聚合物,本身具有一定的形状记忆效应。