聚乳酸纳米复合材料的阻隔性能研究进展

郑素霞，王萌，苏良瑶，许忠斌,3

(1. 杭州职业技术学院，浙江 杭州 310018；2. 浙江大学能源工程学院，浙江 杭州 310027；3. 浙江申达机器制造股份有限公司，浙江 杭州 310038)

聚乳酸是以玉米淀粉等发酵产生的乳酸为基本原料、经缩聚反应或其二聚体丙交酯的开环聚合反应而制得，能够在自然界中经微生物、水、酸的作用下降解生成二氧化碳和水，因此被认为是一种非常具有应用前景的可降解高分子材料[1～3]。同时，因其具有无毒，无刺激性，良好的力学性能和加工性能，优异的生物相容性等特点而广泛的应用于生物医用材料、合成纤维、包装材料等领域[4,5]。但是，聚乳酸存在对气体阻隔性能差的缺点，尤其是对水蒸气的阻隔性能，严重限制了其在包装及医学等领域的应用。相关文献表明，通过与少量纳米材料共混改性，可以有效的提高聚乳酸的阻隔性能[6～8]。其中，最常用的纳米材料有改性蒙脱土[9～16]、纳米纤维素[17,18]这两种。

本文首先分析了聚合物纳米复合材料的阻隔机理，然后论述了近年来聚乳酸/蒙脱土复合材料阻隔性能方面的研究情况，并提出了今后研究工作的关键问题。

1 聚合物纳米复合材料的阻隔机理

聚合物的阻隔性能，主要是由外部气体分子或者水分子对其基体的渗透与扩散能力所决定的，而小分子的渗透过程非常复杂，其中涉及到聚合物自身分子链布朗运动所形成的自由体积[19]。因此，目前提高聚合物阻隔性能的通用做法：增加聚合物基体中不渗透性的阻挡物来增加小分子渗透过程中的弯曲路径，以此提高聚合物的阻隔性能。……