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  聚羥基脂肪酸酯(PHAs)是一類完全由微生物合成的可降解脂肪族聚酯，不僅具有與傳統(tǒng)塑料—聚丙烯類似的材料性能及可熔融加工性，還具有可生物降解性，在自然環(huán)境中能夠完全被微生物降解，在纖維、包裝、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

  聚(3-羥基丁酸酯-co-3-羥基戊酸酯)共聚物(PHBV)是一種典型的PHAs材料，受其自身結(jié)晶速率慢、球晶尺寸大和二次結(jié)晶等因素影響，PHBV纖維容易出現(xiàn)脆性轉(zhuǎn)變、纖維強(qiáng)度低等現(xiàn)象。如何調(diào)控與改善PHBV結(jié)晶成為突破PHBV纖維實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

  基于上述問(wèn)題，東華大學(xué)朱美芳教授課題組選用納米硫化鎢(WS2)對(duì)PHBV優(yōu)異的異相成核活性，降低PHBV結(jié)晶成核活化能，且不影響PHBV晶體生長(zhǎng)過(guò)程；然后基于異相成核和拉伸取向協(xié)同誘導(dǎo)纖維α晶→β晶的晶型轉(zhuǎn)變，獲得了拉伸強(qiáng)度高、斷裂伸長(zhǎng)率大的熔紡PHBV纖維。該工藝方法不僅對(duì)PHAs纖維，同時(shí)對(duì)PLA等生物基纖維的晶體結(jié)構(gòu)調(diào)控與力學(xué)性能改善提供了技術(shù)指導(dǎo)與借鑒。

(不同WS2添加量下PHBV/WS2纖維照片與掃描照片)

（WS2優(yōu)異的異相成核性能）

（異相成核與牽伸取向協(xié)同誘導(dǎo)纖維晶體結(jié)構(gòu)α晶→β晶轉(zhuǎn)變）

（異相成核與牽伸誘導(dǎo)對(duì)PHBV纖維結(jié)晶結(jié)構(gòu)的調(diào)控機(jī)理）

  這一研究工作最近發(fā)表在高分子科學(xué)領(lǐng)域期刊—《高分子學(xué)報(bào)》(DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.16366)上，陳姿曄碩士是該論文的第一作者，相恒學(xué)博士和朱美芳教授為共同通訊作者。該項(xiàng)工作得到長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃(T2011079,IRT1221)、國(guó)家自然科學(xué)基金(51603033)和中國(guó)博士后科學(xué)基金(2015M581498)的資助。

參考文獻(xiàn)

  Zi-ye Chen, Heng-xue Xiang, Ze-xu Hu, Zhang-gen Ni, Mei-fang Zhu. Enhanced Mechanical Properties of Melt-spun Bio-based PHBV Fibers：Effect of Heterogeneous Nucleation and Drawing Process. Acta Polymerica Sinica, 2017, (7): 1121 - 1129

  論文鏈接：http://www.gfzxb.org/CN/10.11777/j.issn1000-3304.2017.16366