2.2 泡孔结构

　　图 4 给出了 4 种发泡 PLA 样品脆断面的 SEM照片。显见，发泡 PLA-0（未交联）样品的泡孔形状明显不规则，泡孔尺寸分布不均匀，部分泡孔破裂而出现泡孔合并现象[见图 4（a）中圆圈标示],这与本课题组前期的研究结果[20]相似。交联 PLA发泡样品尤其是 PLA-0.4 发泡样品的泡孔形状明显较为规则，泡孔尺寸分布较均匀，泡孔合并现象大幅减小，其中 PLA-0.4 样品的泡孔平均直径约 32μm;发泡 PLA-0.6 样品的泡孔形状较不规则，发生泡孔合并现象，泡孔直径增加。

　　为进一步分析 DCP 对发泡 PLA 样品泡孔结构的影响，采用 SEM 在较大放大倍数下观察发泡PLA-0 和 PLA-0.4 样品的泡孔壁，SEM 照片如图 5所示。可见，发泡 PLA-0 样品的泡孔壁存在较明显被撕裂的现象，而发泡 PLA-0.4 样品的泡孔壁较光滑，未发生破裂。

　　有研究[9,21]表明，动态流变测试时低频区高的复数黏度、高剪切变稀现象、高弹性和高熔体强度有利于发泡成型过程。从前面流变性能的结果可知，加入 DCP 使 PLA 低频区的复数黏度、剪切变稀现象、拉伸黏度和熔体强度均得到提高。由于聚合物的弹性影响泡孔合并和最终泡孔结构的稳定，复数黏度影响发泡过程中的泡孔长大[20],熔体强度和拉伸黏度影响最终泡孔结构的稳定[16],所以加入 DCP对泡孔长大阶段有较大影响。在此阶段，CO2不断进入已形成的泡孔中，促使泡孔长大。长大过程中相邻泡孔之间的壁被不断地拉伸而变薄，未交联PLA 的复数黏度低，泡孔长大速率较大，但由于弹性和熔体强度低，泡孔壁强度低导致其被撕裂、泡孔合并。而交联 PLA 的复数黏度高，泡孔长大的速率较小，同时弹性、熔体强度和拉伸黏度高，当泡孔壁被拉伸即拉伸应变速率增加时，拉伸黏度急剧增加，使泡孔壁强度增加而不会被撕裂，大大减小泡孔合并现象，形成较均匀且较规则的泡孔结构。

　　当 DCP 含量增至 0.6 phr 时，PLA 的复数黏度和弹性均较高，泡孔成核时受到较大的阻力而不利于形成泡核，使更多的 CO2用于泡孔长大，熔体较大的弹性也增加泡孔壁强度，使泡孔持续长大，从而增加发泡样品的泡孔直径。

　　图6显示了发泡PLA样品的泡体密度和体积膨胀率与 DCP 含量的关系曲线。可见，加入 DCP 后，样品的泡体密度减小、体积膨胀率增加，且当 DCP含量为 0.4 phr 时，体积膨胀率最大，达 41;但当DCP 含量进一步增加至 0.6 phr 时，泡体密度有一定程度的增加，体积膨胀率有一定程度的减小。发泡材料的泡体密度和体积膨胀率主要由用于泡孔长大的 CO2量决定[22].对未交联 PLA,由于熔体强度低（图 2），发泡时样品表层难以包裹住 CO2,使样品内的 CO2扩散至空气中的量增加，用于泡孔长大的 CO2量减少，降低发泡样品的体积膨胀率；而交联 PLA 高的熔体强度（图 2）可明显减小 CO2扩散至空气中的量，从而增加样品的体积膨胀率；但较高的 DCP 含量使泡孔成核所受的阻力过大，减少泡核数，从而不利于体积膨胀率的增加。

　　3 结 论

　　（1）随 DCP 含量的增加，低频区 PLA 的损耗角正切和复数黏度有一定程度提高。与未交联 PLA相比，3 种交联 PLA 的拉伸力-拉伸比曲线线性段斜率较大、熔体强度较高，且随 DCP 含量的增加而明显提高。

　　（2）与未交联 PLA 发泡样品比，交联 PLA 发泡样品中泡孔合并现象明显减小，泡孔结构较均匀且较规则。这是由于交联 PLA 高的黏度和熔体强度可增加泡孔壁的强度，且降低泡孔长大速率，从而有利于泡孔结构的稳定。

　　（3）与未交联 PLA 发泡样品比，交联 PLA 发泡样品的泡体密度减小、体积膨胀率增加； DCP含量为 0.4 phr 时，体积膨胀率最大，达 41.这是由于交联 PLA 高的熔体强度明显减少 CO2扩散至空气中的量所致。