Rapid Crystallization of Poly(lactic acid) by Using Tailor-Made Oxalamide Derivatives as Novel Soluble-Type Nucleating Agents
Piming Ma, Yunsheng Xu, Dawei Wang, Weifu Dong, Mingqing Chen*
Industrial & Engineering Chemistry Research, 2014, 53: 12888-12892
聚乳酸（PLA）是一种生物基与生物可降解聚酯材料，其结晶速率和结晶度低，在某些领域（如热包装）难以满足应用需求，是制约聚乳酸产业发展的瓶颈之一。目前主要通过添加成核剂的方法提高其结晶速率，但是现有成核剂与PLA相容性差，成核效率低，因此，开发一种新型成核剂用以提高聚乳酸结晶速率具有极为重要的科学意义和应用价值。
本团队长期致力于PLA高效成核剂的设计制备。在深入研究PLA本体结晶机理及成核诱导PLA结晶之后，设计合成了系列主链带有芳香环结构的乙二酰胺基有机小分子化合物作为PLA的成核剂。酰胺基团具有强极性基团，可以提供多重氢键作用，使成核剂可以通过氢键自组装从PLA熔体中析出，末端苯环结构和中间的脂肪链结构（-(CH2)n-）可以调控成核剂与PLA基体的相容性。研究结果表明，通过调节成核剂的化学结构可以显著地提高PLA的晶核密度和结晶速率，本团队设计的乙二酰胺基有机小分子成核剂具有添加量少（小于0.75 %）、与基体相容性好、成核效果优异等优点，该成核剂对PLA的成核效果优于目前市面上的大多数成核剂。
a，b和c为乙二酰胺基小分子成核剂NA在在PLA熔体中组装并诱导PLA的结晶过程，插图为成核剂之间的氢键作用示意图；d图为PLA-NA二元体系结晶温度与成分相图
