陳 寧， 單鵬嘉， 劉宏治*， 趙興科， 陳金周

(1.浙江農(nóng)林大學(xué)工程學(xué)院，杭州 311300；2.浙江省竹資源與高效利用協(xié)同創(chuàng)新中心，杭州 311300；3.合肥學(xué)院化工與材料工程系，合肥 230601; 4.鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，鄭州 450001)

0 前言

PLA具有良好的生物相容性和生物降解性，同時還具有強(qiáng)度和模量高、透明性好、易于加工等優(yōu)點(diǎn)，被公認(rèn)為是眾多化學(xué)合成類生物降解高分子材料中最具應(yīng)用前景的“綠色”材料[1]。然而，PLA韌性很差，尤其是缺口沖擊強(qiáng)度明顯偏低(僅10～20 J/m)，極大限制了其在諸如紡織、汽車、電器、建材等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。因此，PLA增韌研究一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。

目前，PLA增韌改性方法包括PLA中添加增塑劑、PLA單體與柔性單體共聚合、PLA與聚合物增韌劑熔融共混、單體原位聚合增韌4種[2-6]。單體原位聚合增韌是最新發(fā)展起來的一種制備高沖擊韌性PLA材料的簡便且有效的方法。該方法的原理是在PLA基體熔融狀態(tài)下引入高反應(yīng)活性的增韌單體，在共混過程中原位同時實(shí)現(xiàn)增韌劑的合成、界面相容化及分散的目的。相比于其他PLA增韌改性方法而言，單體原位聚合增韌法具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)增韌單體黏度較低，熔融共混中更易剪切分散，原位生成的增韌相在PLA基體中的分散效果好；(2)由于在熔融共混過程中，反應(yīng)型增韌單體與PLA基體之間還會發(fā)生界面相容化反應(yīng)，因此不需要對增韌劑預(yù)先進(jìn)行化學(xué)改性或者另外添加界面改性劑；(3)通過改變增韌單體的官能度和反應(yīng)型官能團(tuán)之間的摩爾比，能調(diào)節(jié)增韌相的交聯(lián)度及界面相容化效果，從而在保證良好界面黏結(jié)的情況下，得到增韌PLA的最佳相疇尺寸。Wang等[7-8]通過聚乙二醇(PEG)與多苯基多亞甲基多異氰酸酯(pMDI)或二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)單體之間的原位縮聚反應(yīng)增韌PLA，制備了界面相容性良好、沖擊韌性較高的交聯(lián)聚氨酯相增韌PLA的共混材料。當(dāng)交聯(lián)聚氨酯組分含量為30 %時，共混物缺口沖擊強(qiáng)度較純PLA提高了34倍。Ding和Wang等[9]利用熔融共混中聚乙二醇二丙烯酸酯單體(PEGDA,Mn=575 g/mol)的原位自由基聚合自交聯(lián)反應(yīng)，制備出缺口沖擊韌性比純 PLA 提高26倍的 PLA 共混材料。雖然上述研究取得較為滿意的增韌改性效果，但是由于增韌劑中PEG結(jié)構(gòu)單元吸水性強(qiáng)，導(dǎo)致材料耐水性差，另外，由于所選用反應(yīng)型增韌單體主要源于不可再生的石油基資源，導(dǎo)致增韌PLA材料的生物降解性不佳，并且pMDI和 MDI 毒性較大。因此，采用源于可再生資源的生物降解增韌劑替代傳統(tǒng)石油基增韌劑，已成為當(dāng)前PLA增韌改性研究的方向。目前，國內(nèi)外 PLA 增韌改性所用的生物基、可降解的增韌劑主要是脂肪族聚酯類高分子[10-14]。雖然這類增韌劑可顯著提高 PLA 的拉伸韌性，但是對其缺口沖擊性能提高幅度有限。

在眾多可生物降解的生物質(zhì)資源中，植物油具有原料來源豐富、分子結(jié)構(gòu)柔順以及生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)，是一種具有良好發(fā)展前景的“綠色”改性原料。然而，由于植物油與 PLA 之間缺乏足夠的相容性和反應(yīng)活性，即使添加界面相容劑后，其增韌效果仍非常有限[15-18]。植物油多元醇是植物油羥基化的衍生物，屬于“新型生物化工產(chǎn)品”[19]。由于其中活性羥基的存在，很容易與高活性的異氰酸酯基團(tuán)(—NCO)發(fā)生縮合反應(yīng)。通過改變植物油多元醇中羥基(—OH)的類型、羥值及相對分子質(zhì)量，可有效地調(diào)控聚氨酯的分子結(jié)構(gòu)。相比于毒性和剛性大的pMDI或 MDI 等常用的多官能化芳香族異氰酸酯而言，L - 賴氨酸乙酯二異氰酸酯(LDI)以L - 賴氨酸為原料合成的，其分子主鏈為柔性脂肪族結(jié)構(gòu)且降解產(chǎn)物具有無毒等優(yōu)點(diǎn)，目前已被用作合成可生物降解的聚氨酯[20]和PLA/PBS 共混體系的反應(yīng)型相容劑。以LDI 和植物油多元醇作為反應(yīng)型增韌單體，利用它們?nèi)廴诠不爝^程中原位反應(yīng)生成的生物可降解聚氨酯彈性體作為PLA增韌相，有望實(shí)現(xiàn)PLA增韌效果和生物降解性兼顧的目標(biāo)。

為此，本文以商業(yè)化的植物油多元醇(HM10100)和LDI作為增韌單體，對 PLA進(jìn)行單體原位聚合增韌改性，最終制備出一種新型全生物降解的增韌PLA材料；分別通過調(diào)控這2種增韌單體的總質(zhì)量含量和它們之間NCO/OH摩爾比，研究了所制備的PLA增韌共混物力學(xué)性能、結(jié)晶性能及沖擊斷面形貌的變化規(guī)律。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料

PLA，IngeoTM4032D，光學(xué)純度98.6 %，美國Nature Works LLC公司；

植物油多元醇，HM10100，結(jié)構(gòu)如圖1所示，棕色、無雜質(zhì)透明液體，羥值為116 mgKOH/g，酸值≤1.5 mgKOH/g，黏度(25 ℃)為800～2 000 cps，相對分子質(zhì)量為2 500，中國廣州海珥瑪植物油脂有限公司；

LDI，淡黃色液體，純度96.4 %，異氰酸根含量35.3 %，南通大鴻化工有限公司。

(a)HM10100 (b)LDI圖1 反應(yīng)型增韌單體的分子結(jié)構(gòu)式Fig.1 The molecular structural formula of both reactive toughening monomers

1.2 主要設(shè)備及儀器

轉(zhuǎn)矩流變儀，XSS-500，上海科創(chuàng)橡塑機(jī)械設(shè)備有限公司；

平板硫化機(jī)(熱壓機(jī))，XLB-D，湖州順力橡膠機(jī)械有限公司；

平板硫化機(jī)(冷壓機(jī))，XLB-D，浙江湖州宏圖機(jī)械有限公司；

缺口型制樣機(jī)，QYJ1251，美特斯工業(yè)系統(tǒng)(中國)有限公司；

沖片機(jī)，CP-25，江都市新真威試驗(yàn)機(jī)械有限責(zé)任公司；

恒溫恒濕箱，BPS-50CL，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；

擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)，ZBC1400-B，美特斯工業(yè)系統(tǒng)(中國)有限公司；

微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)，CMT6104，美特斯工業(yè)系統(tǒng)(中國)有限公司；

冷場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM), SU8010,日本日立公司；

差示掃描量熱儀(DSC)，DSC Q2000，美國TA公司。

1.3 樣品制備

共混前，PLA粒料預(yù)先置于80 ℃的鼓風(fēng)烘箱中干燥48 h；在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為100 r/min和密煉溫度為165 ℃條件下，將烘干PLA粒料置于轉(zhuǎn)矩流變儀密煉腔室中，混煉2 min待PLA完全熔融后,加入HM10100單體，約5 min后再加入LDI單體，繼續(xù)混合至扭矩達(dá)到平衡，迅速取出物料，在平板硫化機(jī)上熱壓(165 ℃和20 MPa壓力)成相應(yīng)厚度的片材，然后裁剪成ASTM D256標(biāo)準(zhǔn)的沖擊測試樣條和ASTM D412標(biāo)準(zhǔn)的拉伸測試樣條,PLA共混物配方如表1所示。

表1 PLA共混物的配方表Tab.1 Formulation of ternary PLA blends

為了分別研究了2種反應(yīng)型增韌單體(即HM10100和LDI)的總質(zhì)量含量和異氰酸酯基團(tuán)與羥基摩爾比(nNCO/nOH)對PLA共混物性能和沖擊斷裂形貌的影響規(guī)律，我們設(shè)計了2組PLA共混物配方比例(具體見表1)；在第一組中，固定nNCO/nOH=0.8/1，改變共混物中HM10100和LDI的總質(zhì)量含量為20∶80、30∶70及40∶60，并編號為“PLA/CPUE20-0.8∶1”、“PLA/CPUE30-0.8∶1”及“PLA/CPUE40-0.8∶1”；在第二組中，固定共混物中HM10100和LDI的總含量為40 %，改變nNCO/nOH為0.8∶1、1∶1及1∶0.8，并編號為“PLA/CPUE40-0.8∶1”、“PLA/CPUE40-1∶1”及“PLA/CPUE40-1∶0.8”；對照組為純PLA，以上配方的試樣均在相同的條件下制備。

1.4 性能測試與結(jié)構(gòu)表征

力學(xué)性能測試：試樣的拉伸和沖擊性能測試分別參照ASTMD638 和ASTM D256標(biāo)準(zhǔn)，采用微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)測試其拉伸性能，拉伸速率為5 mm/min；采用缺口制樣機(jī)加工沖擊測試試樣缺口,缺口底部半徑：(0.25±0.05) mm；缺口保留寬度：(8.0±0.2) mm，然后用懸臂梁擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)(擺錘能量：2.75 J)測量其沖擊吸收功;測試前，所有試樣在恒溫恒濕箱中(溫度為23 ℃，相對濕度為50 %)放置72 h；每個樣品重復(fù)測試5～8根試樣，計算其平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差；

DSC分析：在氮?dú)鈿夥障拢Q取5.0～10.0 mg樣品置于DSC坩堝中，以10 ℃/min從30 ℃升溫至200 ℃，恒溫5 min消除熱歷史后，再以10 ℃/min降溫至30 ℃，最后再以同樣的速率升溫至200 ℃，記錄下樣品熔融和結(jié)晶過程的熱流曲線；共混物中PLA組分的相對結(jié)晶度計算公式為[21]：

(1)

wf,PLA——共混物中PLA組分所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

ΔHcc、ΔHm——第一次升溫過程的冷結(jié)晶熱焓和熔融熱焓

SEM分析：從缺口沖擊測試后試樣上切取約3 mm高的樣品，沖擊斷面朝上粘貼于導(dǎo)電膠帶上，鍍金后用SEM觀察其微觀形貌，加速電壓為12 kV。

2 結(jié)果與討論

2.1 增韌單體化學(xué)反應(yīng)分析

樣品：1—純PLA 2—PLA/CPUE20-0.8∶1 3—PLA/CPUE30-0.8∶14—PLA/CPUE40-0.8∶1 5—PLA/CPUE40-1∶1 6—PLA/CPUE40-1∶0.8(a)2種增韌單體總質(zhì)量含量的影響 (b)2種增韌單體之間官能團(tuán)摩爾比的影響圖2 熔融共混過程中共混物扭矩隨時間變化曲線Fig.2 Torque curves over time during melt compounding

圖2為不同配比的三元PLA共混體系扭矩隨時間變化的曲線。如圖所示，隨著混合時間的延長，純PLA的扭矩緩慢下降，這歸因于PLA熔融混合過程中部分少量氧化熱降解所致。加入植物油多元醇HM10100后，由于后者塑化作用引起PLA扭矩迅速下降，然而繼續(xù)加入了LDI后，扭矩開始上升，最后平衡扭矩均超過了30 N·m。這表明LDI與另外2種組分之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致共混物熔體黏度增加[23-25]。固定三元共混體系中兩種增韌劑單體總含量為40 %，我們進(jìn)一步對比它們之間異氰酸酯基團(tuán)與羥基的摩爾比(nNCO/nOH)變化對共混物扭矩的影響規(guī)律后，還發(fā)現(xiàn)nNCO/nOH越高，加入LDI后共混物扭矩上升速度越快，數(shù)值也越大，如圖2(b)所示。這是由于在該三元PLA體系熔融共混過程中，LDI分子中的異氰酸酯基團(tuán)(—NCO)不僅可與植物油多元醇側(cè)鏈上的多官能團(tuán)羥基(—OH)發(fā)生縮聚反應(yīng)形成交聯(lián)聚氨酯(CPUE)分散相，而且還會與PLA兩端的羥基或羧基發(fā)生擴(kuò)鏈反應(yīng)，導(dǎo)致PLA基體相對分子質(zhì)量增加。當(dāng)NCO基團(tuán)摩爾比越高，上述兩種反應(yīng)的進(jìn)行程度越大，因此共混物熔體黏度也越高。

2.2 拉伸性能分析

圖3為純PLA和所制備的不同配比條件下制備的PLA/CPUE共混物應(yīng)力 - 應(yīng)變曲線，相應(yīng)的拉伸性能數(shù)據(jù)如表2所示。在拉伸變形過程中，純PLA呈現(xiàn)出典型的脆性斷裂行為，無屈服現(xiàn)象發(fā)生，斷裂應(yīng)變僅為10 %左右。添加LDI和植物油多元醇HM10100增韌改性后，所制備的PLA共混物應(yīng)力 - 應(yīng)變曲線上均出現(xiàn)了屈服點(diǎn)，斷裂伸長率較純PLA有明顯提高(最高可達(dá)6倍以上)，這說明上述2種單體原位縮聚反應(yīng)生成的CUPE增韌相能有效改善PLA基體的拉伸韌性。對比2種增韌單體總含量不同的PLA共混物樣品，還可發(fā)現(xiàn)隨著增韌單體總含量的增加，PLA/CPUE共混物的斷裂伸長率逐漸增加，而拉伸強(qiáng)度降低。當(dāng)單體總含量為40 %時，斷裂伸長率和拉伸強(qiáng)度分別為45.6 %和25.6 MPa。

樣品：1—純PLA 2—PLA/CPUE20-0.8∶1 3—PLA/CPUE30-0.8∶14—PLA/CPUE40-0.8∶1 5—PLA/CPUE40-1∶1 6—PLA/CPUE40-1∶0.8(a)2種增韌單體總質(zhì)量含量的影響 (b) 2種增韌單體之間官能團(tuán)摩爾比的影響圖3 純PLA和PLA/CPUE共混物的典型應(yīng)力 - 應(yīng)變曲線Fig.3 Typical stress-strain curves of neat PLA and PLA/CPUE blends

樣品編號PLA/(HM10100/LDI)(w/w)nNCO/nOH(mol/mol)拉伸強(qiáng)度/MPa斷裂伸長率/%PLA100/0—61.8±0.510.5±3.5PLA/CPUE20-0.8∶180/200.8/130.2±0.617.6±2.8PLA/CPUE30-0.8∶170/300.8/129.8±1.130.7±1.4PLA/CPUE40-0.8∶160/400.8/125.6±0.345.6±1.6PLA/CPUE40-1∶160/401/129.8±1.568.0±9.5PLA/CPUE40-1∶0.860/401/0.829.6±0.632.2±2.8

此外，固定兩種增韌單體總添加量為40 %，進(jìn)一步考察了它們之間官能團(tuán)摩爾比(nNCO/nOH)對PLA/CPUE共混物拉伸性能的影響。從圖3(b)中還可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)nNCO/nOH=1/1時，共混物的斷裂伸長率最高(68 %)。這表明2種單體之間的官能團(tuán)等當(dāng)量比比過高或過低，都不利于拉伸韌性的改善。這可能由于nNCO/nOH的大小會影響原位生成CPUE增韌相的交聯(lián)度，CPUE相交聯(lián)度過高或過低，都不利于拉伸過程中其增韌相粒子變形能力的提高。拉伸強(qiáng)度結(jié)果顯示，當(dāng)nNCO/nOH為1/1和1/0.8時，PLA共混物拉伸強(qiáng)度均達(dá)到29 MPa，高于單體官能團(tuán)摩爾比為0.8∶1的共混物樣品，這可能與原位生成CPUE相的交聯(lián)度大小有關(guān)。

2.3 沖擊性能分析

純PLA及其PLA/CPUE共混物的懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度數(shù)據(jù)如圖4所示。純 PLA的缺口沖擊強(qiáng)度僅為3.3 kJ/m2。添加2種反應(yīng)型單體原位聚和增韌后，PLA的缺口沖擊強(qiáng)度明顯提高，并且隨著2種增韌單體總含量的增加，共混物的沖擊強(qiáng)度逐漸增加。在增韌單體含量為40 %時，缺口沖擊強(qiáng)度最大，達(dá)到8.6 kJ/m2，約為純 PLA的2.6倍。隨著它們之間官能團(tuán)摩爾比(nNCO/nOH)的增加，缺口沖擊強(qiáng)度逐漸增加。當(dāng)nNCO/nOH=1/0.8時，共混物的沖擊強(qiáng)度最大，達(dá)到了11.5 kJ/m2，為純 PLA的3.5倍。該結(jié)果表明，LDI和HM10100 2種單體能夠?qū)崿F(xiàn)單體原位聚合增韌PLA的目的。

樣品：1—純PLA 2—PLA/CPUE20-0.8∶13—PLA/CPUE30-0.8∶1 4—PLA/CPUE40-0.8∶15—PLA/CPUE40-1∶1 6—PLA/CPUE40-1∶0.8圖4 純PLA及PLA共混物的懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度Fig.4 Izod notched impact strength of neat PLA and PLA/CPUE blends

2.4 結(jié)晶性能分析

樣品：1—純PLA 2—PLA/CPUE20-0.8∶13—PLA/CPUE30-0.8∶1 4—PLA/CPUE40-0.8∶15—PLA/CPUE40-1∶1 6—PLA/CPUE40-1∶0.8圖5 純PLA和PLA共混物的第一次升溫過程的DSC曲線Fig.5 DSC curve of neat PLA and PLA/CPUE blends during the 1st heating process

PLA基體結(jié)晶性能會影響其增韌共混物的力學(xué)性能[26]。圖5給出了純 PLA和其PLA/CPUE共混物樣品第一次升溫DSC曲線。從曲線可以發(fā)現(xiàn)，共混物中PLA組分的玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)間在56～62 ℃之間，隨后出現(xiàn)PLA的冷結(jié)晶峰(冷結(jié)晶溫度Tcc在90～110 ℃范圍之間)，最后在150～170 ℃范圍出現(xiàn)PLA的熔融吸熱峰。從表3中第一次升溫過程的DSC數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，共混物中PLA基體的冷結(jié)晶溫度(Tcc)較純PLA略有升高(見表3)，這說明PLA組分在冷結(jié)晶過程中的鏈段運(yùn)動能力下降。隨著LDI和HM10100 2 種增韌單體總質(zhì)量含量或官能團(tuán)摩爾比(nNCO/nOH)的增加，共混物的Tcc逐漸向高溫方向移動，同時冷結(jié)晶峰下面積(即冷結(jié)晶熱焓ΔHcc)逐漸減小甚至消失。這可能歸因于以下2個因素:(1)由于LDI的擴(kuò)鏈劑作用，PLA基體的相對分子質(zhì)量顯著增加，導(dǎo)致其鏈段運(yùn)動能力變差；(2)熔融共混過程中，CPUE上的NCO基團(tuán)還會與PLA的端基發(fā)生反應(yīng)，生成嵌段共聚物CPU-b-PLA，使PLA鏈段的運(yùn)動能力進(jìn)一步受到限制。然而，隨著增加2種反應(yīng)型增韌單體的總含量或nNCO/nOH增大，共混物中PLA組分的相對結(jié)晶度(Xc)和熔點(diǎn)(Tm)略有不同程度的下降(見表3)，這反映了PLA結(jié)晶完善程度變差，這與上面Tcc的變化結(jié)果是一致的。

表3 PLA和PLA共混物第一次升溫過程中的熱性能數(shù)據(jù)Tab.3 Thermal property of neat PLA and PLA/CPUE blends

尤其當(dāng)共混體系中增韌單體總含量為40 %且nNCO/nOH=1.0/0.8時，PLA的Tg較純PLA增加了大約5 ℃，并且冷結(jié)晶峰消失，這表明PLA基體的結(jié)晶受到很大程度的抑制。此外，該共混物出現(xiàn)了雙重熔融峰,這可歸因于PLA原有結(jié)晶不完善導(dǎo)致其在熔融過程中發(fā)生重結(jié)晶現(xiàn)象所致[27-28]。

2.5 沖擊斷面形貌分析

圖6所示為純PLA和PLA/CPUE共混物的缺口沖擊斷裂表面的SEM照片。純PLA樣品斷裂面較為光滑，呈現(xiàn)出脆性斷裂的特征，如圖6 (a)所示，而PLA/CPUE共混物的斷面均較為粗糙[圖6(b)～(f)]，表明沖擊破壞時能量消耗更多。而且，隨著增韌單體總含量的增加[圖6(b)、(c)、(d)]，和它們官能團(tuán)摩爾比nNCO/nOH的增加[圖6(d)、(e)、(f)]，斷面上基體塑性變形特征更加明顯。對于nNCO/nOH=1/0.8的共混物樣品，分散相界面更加模糊，這說明CPUE增韌相與PLA基體相具有良好的相容性。這可能由于在該官能團(tuán)摩爾比下，原位形成的CPUE上有更多過量NCO基團(tuán)可與PLA基體的端基發(fā)生反應(yīng)生成嵌段共聚物(PLA-b-CPUE)，從而起到界面增容的作用。

(a)PLA (b)PLA/CPUE20-0.8∶1 (c)PLA/CPUE30-0.8∶1 (d)PLA/CPUE40-0.8∶1 (e)PLA/CPUE40-1∶1 (f)PLA/CPUE40-1∶0.8圖6 PLA及PLA共混物的沖擊斷面的SEM照片F(xiàn)ig.6 SEM images of impact-fractured surfaces of PLA and PLA/CPUE blends

2.6 反應(yīng)型增韌機(jī)理分析

如圖7所示，在與PLA基體熔融共混過程中，LDI分子兩端的異氰酸酯基團(tuán)(—NCO)與植物油多元醇側(cè)鏈的多官能化羥基(—OH)原位發(fā)生縮聚反應(yīng)，形成交聯(lián)聚氨酯分散相(CPUE)。由于HM10100和LDI 2 種增韌單體分子均含有柔性脂肪族主鏈結(jié)構(gòu)，所形成的CPUE相具有出彈性體的特性。此外，CPUE上過量NCO基團(tuán)還會與PLA端基發(fā)生反應(yīng)，生成嵌段共聚物CPU-b-PLA，提高增韌相CPUE與PLA基體間的界面黏結(jié)。因此，當(dāng)共混物受到拉伸或沖擊破壞時，分散在基體中的CPUE相疇通過剪切變形吸收能量和阻止裂紋擴(kuò)展的同時，還可起到應(yīng)力集中物作用誘發(fā)PLA基體發(fā)生屈服來消耗能量，從而提高了材料的韌性。

圖7 PLA共混物制備的示意圖Fig.7 Schematic of the preparation of PLA/CPUE blends

3 結(jié)論

(1)植物油多元醇HM10100加入到PLA熔體后，其主要起到增塑作用，導(dǎo)致扭矩降低；但是進(jìn)一步加入LDI后，熔體扭矩明顯升高，這歸因于LDI與HM10100原位發(fā)生縮聚反應(yīng)生成了交聯(lián)聚氨酯彈性體增韌相(CPUE)和LDI；

(2)增韌單體的加入改善了PLA的韌性，共混物的斷裂伸長率和缺口沖擊強(qiáng)度大幅提高。隨著增韌單體含量和官能團(tuán)摩爾比的增加，材料的缺口沖擊強(qiáng)度逐漸增大，當(dāng)增韌單體含量為40 %且官能團(tuán)摩爾比nNCO/nOH為1.0/0.8時，材料的缺口沖擊強(qiáng)度增加到11.5 kJ/m2，是純PLA的3.5倍;共混物的冷結(jié)晶溫度Tcc和Tg增加，Tm降低，共混物中PLA組分結(jié)晶過程中的鏈段運(yùn)動能力下降，其結(jié)晶受到抑制；

(3)PLA共混物沖擊樣品的SEM照片顯示，隨著增韌單體含量以及官能團(tuán)摩爾比nNCO/nOH的增大，由于沖擊過程能量耗散的增加導(dǎo)致共混物斷面變得粗糙;SEM照片中并未發(fā)現(xiàn)有明顯的相界面，說明增韌相和基體相具有良好的相容性，CPUE上NCO基團(tuán)還可與PLA基體的端基發(fā)生反應(yīng)生成嵌段共聚物PLA-b-CPUE，起到增容的作用。