生物质高分子材料团队刘宏治教授在高分子领域国际顶级期刊Macromolecules上发表聚乳酸增韧改性的研究成果
时间：2022年10月08日 编辑：材料学院 来源：材料学院
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我校材料科学与工程学院生物质高分子材料团队负责人刘宏治教授继2019年在高分子领域国际顶级期刊Macromolecules(2019，52，8415）上率先报道了L-赖氨酸二异氰酸酯（LDI）诱导植物油基氢化二聚酸（HDA）动态硫化增韧PLA策略后，与郑州大学材料学院刘浩副教授合作，通过调控这两种生物基单体反应性基团的当量比（nNCO,LDI/nCOOH,HDA），成功制备出兼具增强簇聚诱导荧光发光性能（CTE）和平衡力学强度（较纯PLA仅降低20%）的超韧PLA共混物（如图3所示），解决了PLA材料强度-韧性难以兼顾的矛盾，最大缺口冲击强度高达109.8 kJ×m-2（纯PLA的30.5倍）；将原子力显微镜纳米力学表征技术与传统的相形态表征手段、理论模型计算相结合，阐明了该共混体系在超低交联尼龙弹性体增韧剂（HDAPA）含量下双连续相形成机理和CTE增强机制（如图4所示），并显示出该二异氰酸酯原位诱导二官能度脂肪酸单体原位动态硫化增韧策略在诱导形成双连续相形态和高效提升PLA冲击韧性方面的普适性。
该工作为PLA材料力学性能-功能性一体化设计和制备提供了新的思路和理论指导，最近相关研究成果以“Diisocyanate-induced dynamic vulcanization of difunctional fatty acids toward mechanically robust PLA blends with enhanced luminescence emission”为题发表于Macromolecules2022,55, 17, 7695（浙大ZJU100期刊&中科院一区TOP期刊，IF=6.057）上。其中，材料荧光性能测试表征方面得到了钟国伦教授的帮助。此外，刘宏治教授又将该原位动态硫化增韧策略推广到植物油基二元脂肪醇(PripolÔ2033)/脂肪族二异氰酸酯（HDI）二元单体体系，同样制备出冲击韧性最高达87.1kJ×m-2（约为纯PLA的28倍）的超韧PLA材料（如图4所示）。近日，相关成果被International Journal of Biological Macromolecules期刊（IF=8.025，JCR一区TOP期刊）正式接收。
刘宏治教授长期从事PLA增韧改性方面的研究，2010和2011年在国际上首次将增韧剂动态硫化技术应用于PLA增韧后（Macromolecules2010，43，6058；Macromolecules2011，44，1513），吸引了国内外学者的广泛关注，成为目前PLA增韧改性最有效且灵活多样的方法之一。近期，其入选了对Macromolecule期刊2022年影响因子贡献引用次数最多的该期刊全球Top 50作者（见图5）。
