由于環(huán)境惡化和白色污染問題日益嚴重，利用天然資源材料與可降解聚合物復合開發(fā)新型復合材料已成為復合材料研究的熱點之一。近些年，塑木復合材料（WPC）的研究引起了社會廣泛的關注。相比傳統(tǒng)塑木復合材料，聚乳酸（PLA）塑木復合材料由于其良好的生物可降解性而有更好的應用價值。
目前，PLA主要由丙交酯開環(huán)聚合法和直接聚合法合成。直接合成的PLA如果不進行改性加工，則其力學性能不佳、熱穩(wěn)定性差等缺陷將會限制其應用。為了擴大PLA的應用范圍，通常需對其進行改性，常用的改性方法包括：增韌改性、共混改性及共聚改性。在共混改性的方法中，通過加入木粉對其進行物理改性可以有效地提高PLA的力學強度。然而在直接混合后通過注塑成型得到的PLA塑木復合材料中，雖然木粉能夠均勻地分散在PLA基體中，并得到PLA大分子的有效包裹，但界面相容性較差，降低了復合材料的沖擊韌性。同時，木粉的加入限制了PLA大分子鏈的運動，降低了PLA的立構(gòu)規(guī)整度，導致PLA結(jié)晶能力顯著降低。為提高PLA塑木復合材料的韌性，需要對其進行增韌改性。
隨著木粉含量的增加，PLA塑木復合材料彈性模量增加，韌性有一定程度的下降。這是由于雖然木粉能分散在PLA基體中，然而PLA屬非極性，木粉是極性物質(zhì)，兩者難以有效結(jié)合，導致界面相容性差。當受到?jīng)_擊作用時，界面黏結(jié)處容易誘發(fā)應力集中，導致材料斷裂。因此，木粉在PLA中的形態(tài)和兩者的界面相容性是決定復合材料物理力學性能的關鍵因素。木粉增韌PLA的機理是木粉表面的基團與PLA發(fā)生酯交換反應。例如，纖維素中的伯羥基與PLA的端羧基反應，部分PLA分子接枝到木粉表面，木粉表面的大量PLA長支鏈與基體中的PLA相互纏結(jié)，從而實現(xiàn)增韌。由木粉增韌機理可以看出，填充木粉的形態(tài)結(jié)構(gòu)對復合材料的韌性起到了重要作用。木粉粒徑對復合材料性能的影響十分明顯，較大粒徑的木粉有利于復合材料彎曲性能和沖擊強度的提高。復合材料彎曲性能隨木粉粒徑增大而增大。粒徑減小，可以增加木粉的比表面積，木粉與PLA相互作用的面積增大，材料斷裂時消耗更多的沖擊能量，提高塑木復合材料的韌性。
由于白色污染問題越來越嚴重，可生物降解高分子復合材料的應用將會越來越廣。PLA
塑木復合材料盡管強度較高，但韌性較差，尋找一種能夠顯著提高其韌性的方法是目前一個研究熱點。PLA塑木復合材料雖然有價格較貴、韌性較差的缺點，但是經(jīng)過改性加工，其韌性能夠得到顯著提升，而且PLA具有生物可降解性，應用前景非常廣闊。隨著科學技術的不斷發(fā)展和研究工作的深入，將會出現(xiàn)更有效的PLA塑木復合材料增韌改性方法，并可以帶來重大的經(jīng)濟和社會效益。
