导语
中国科学院宁波材料所汪龙研究员团队系统研究了反应性增容在静态场与剪切流场条件下对聚合物共混物结晶行为的影响，发现其在两种条件下表现出截然相反的作用机制。相关成果已发表于Chinese Journal of Polymer Science，为理解反应性增容对聚合物结晶行为的影响提供了新的视角。
创新成果/重要成果
以可生物降解的聚乳酸/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PLA/PBAT）共混物为研究对象，系统考察了反应性增容在静态场条件下及注塑过程中剪切流场作用下对PLA基体结晶行为的影响。结果表明，反应性增容在静态场条件下显著抑制结晶，而在剪切流场作用下则明显促进结晶（图1）。
图 1（左）PLA、未增容PLA/PBAT及反应性增容PLA/PBAT的相对结晶度随结晶时间变化曲线（由DSC等温结晶测试获得）；（右）对应注塑成型样条的结晶度。
通过对相形态、流变行为及晶体结构的分析，本研究创新性地提出了反应性增容在剪切流场下促进PLA基体结晶的机制（图2）。在剪切流场作用下，PBAT相由球状转为纤维状，反应性增容进一步细化纤维，显著增大比表面积并增强异相成核作用。同时，反应性增容延长PLA分子链的弛豫时间，使剪切流场诱导的链取向得以更长时间保持。两者协同作用，促进PLA结晶并诱导形成串晶结构。
图2 注塑成型与模压成型过程中PLA及反应性增容PLA/PBAT共混物（B10A1）结晶行为的示意图
总结与展望
本研究揭示了反应性增容在静态场与剪切流场下对聚合物共混物结晶行为的相反作用，并阐明了其内在机制，为理解反应性增容在不同外场条件下对聚合物结晶行为的影响提供了新的认识。
背景介绍
反应性增容是提高聚合物共混物相容性、进而提升其综合性能的常用策略，其作用机制是在聚合物熔融共混过程中通过化学反应原位生成包含两种或多种聚合物链的接枝共聚物，从而充当界面桥梁，显著改善体系相容性。大量研究表明，这类支化的接枝共聚物通常会降低聚合物链的规整性和流动性，进而减慢聚合物的结晶速率。然而，关于反应性增容抑制结晶的相关结论主要基于静态场条件（如DSC等温结晶或模压成型过程），其在流场作用下对聚合物共混物结晶行为的影响仍缺乏系统研究。
论文第一作者为宁波材料所博士生吴保钩，通讯作者为宁波材料所汪龙研究员。该项工作得到国家自然科学基金（52573053）的资助。
该工作是汪龙研究员团队在PLA领域的系列研究进展之一。团队此前通过调控PLA/PBAT共混物泡沫的泡孔尺寸，成功制备了超韧PLA/PBAT泡沫（Macromolecules, 2024, 57, 10432–10441）。进一步地，通过调控PLA/PBAT共混物的相形态、结晶行为及泡孔结构，团队开发了兼具超韧性和高耐热性的PLA/PBAT共混材料（Polymer, 2026, 343, 129409; Polymer, 2025, 335, 128846）。此外，团队对纳米纤维素（CNF）进行表面改性并引入PLA，制备了质轻且兼具优异力学性能与隔热性能的PLA/CNF泡沫（Carbohydr. Polym., 2022, 26: 119320; Carbohydr. Polym., 2023, 302: 120419）。