[1]相恒学,曾佳,陈姿晔,等.聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的结晶行为与力学性能调控[J].中国材料进展,2019,(05):450-456.[doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2019.05.05]
　XIANG Hengxue,ZENG Jia,CHEN Ziye,et al.Crystallization Behavior and Mechanical Properties of Bio-based Polyhydroxyalkanoates[J].MATERIALS CHINA,2019,(05):450-456.[doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2019.05.05]
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聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的结晶行为与力学性能调控()
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中国材料进展[ISSN:1674-3962/CN:61-1473/TG]

卷:
期数:
2019年第05期
页码:
450-456
栏目:
前沿综述
出版日期:
2019-05-31

文章信息/Info

Title:
Crystallization Behavior and Mechanical Properties of Bio-based Polyhydroxyalkanoates
作者:
相恒学; 曾佳; 陈姿晔; 周哲; 朱美芳
（东华大学材料科学与工程学院 纤维材料改性国家重点实验室,上海 201620）
Author(s):
XIANG Hengxue; ZENG Jia;  CHEN Ziye;  ZHOU Zhe;  ZHU Meifang
(State Key Laboratory for Modification of Chemical Fiber and Polymer Materials, College of Materials Science and Engineering, Donghua University, Shanghai 201620, China)
关键词:
聚羟基脂肪酸酯; 生物基材料; 杂化材料; 长链支化; 结晶; 力学性能
Keywords:
polyhydroxyalkanoate;  bio-based material;  hybrid material;  long-chain branching;  crystallization;  mechanical properties
DOI:
10.7502/j.issn.1674-3962.2019.05.05
文献标志码:
A
摘要:
聚羟基脂肪酸酯(PHAs)是目前唯一一种由微生物直接合成的生物基聚酯，能够实现材料合成、制品加工和回收降解的全周期绿色生态循环，因而在纺织纤维、包装材料、生物医用材料等领域有着潜在的应用市场。然而，PHAs自身也存在着结晶速率慢、球晶尺寸大和二次结晶等不利结构因素，限制了产品的应用性能。因此，重点从物理异相成核诱导、化学长链支化结构设计和外场多级牵伸诱导3个方面阐述PHAs结晶结构和力学性能的改性研究进展。首先，具有高耐热的无机纳米材料（如硫化钨）可显著提高PHAs异相成核能力；其次，长链支化结构可以提高PHAs熔体强度；再次，在多级牵伸诱导作用下，可协同诱导PHAs聚集态的晶型结构演变，从而获得强度高、韧性好的PHAs纤维。最后，对PHAs的研究和应用做出了进一步的展望。
Abstract:
Polyhydroxyalkanoates (PHAs) is the only bio-based polyester directly synthesized by microorganisms, which can achieve a full green ecological cycle from raw material preparation, product processing to material degradation. With the advantages of being green and environment-friendly, PHAs have potential applications in textile fibers, packaging materials, and biomedical materials. However, PHAs also have unfavorable structural factors such as slow crystallization rate, large spherulite size and secondary crystallization, which limit their application. Therefore, this paper mainly focuses on the research progress of modification of the crystal structure and mechanical properties of PHAs from three aspects: the heterogeneous nucleation effect, the longchain branching structure design and the external field induction. First, inorganic nanomaterials with high heat resistance (tungsten sulfide) can be used to significantly improve the heterogeneous nucleation ability of PHAs. Secondly, the long-chain branched structure can be used to compensate for the lack of PHA melt strength. Furthermore, the crystal form of PHAs can be changed by the synergistic effect between heterogeneous nucleation, long-chain branching and drawing process. Finally, further research directions and applications of PHAs have also been presented.

备注/Memo

备注/Memo:
基金项目：国家自然科学基金项目(51603033, 51733002)；教育部“创新团队发展计划”滚动支持项目(IRT16R13)；东华大学青年教师科研启动基金项目
第一作者：相恒学，男，1984年生，讲师，Email: hengxuexiang@dhu.edu.cn
通讯作者：朱美芳，女，1965年生，教授，博士生导师，Email: zhumf@dhu.edu.cn

朱美芳：女，1965年生，博士、教授、博导，现任东华大学材料科学与工程学院院长、纤维材料改性国家重点实验室主任，国家杰出青年基金（2009）获得者、教育部长江学者特聘教授（2012）。兼任第七届国务院学位委员会材料科学与工程学科评议组成员、2018~2022教育部高等学校材料类专业教学指导委员会副主任委员、中国材料研究学会副理事长、中国化学会高分子学科委员会副主任委员等。长期从事纤维材料及其复合技术研究，建立并发展了一系列聚合物基纳米复合材料及其纤维成形新理论、新方法和新技术。先后主持国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目等国家、省部级科研任务30余项。发表SCI收录论文260多篇，出版《纳米复合纤维材料》等专著4部，获授权中国发明专利160余件。以第一完成人获国家科技进步二等奖、上海市自然科学奖一等奖、上海市技术发明一等奖等10余项。组织国际国内学术会议20余次，应邀在日、美、德等国家和地区作大会报告、主题/特邀报告100余次。入选“万人计划”科技创新领军人才，科技部创新人才推进计划重点领域创新团队和教育部创新团队、黄大年式教师团队负责人。获何梁何利基金科学与技术青年创新奖、中国青年科技奖、首届全国创新争先奖、宝钢优秀教师特等奖等荣誉。

更新日期/Last Update: 2019-04-30