作者：Chao Wu , Bunan Wu , Somia Yassin Hussain Abdalkarim , Mingxin Wang , Zongjun Zou
关键字：Mineralized cellulose nanocrystals，Polylactic acid，Mechanical properties，Spherulite growth，Degradation
论文来源：期刊
发表时间：2025年

纤维素纳米晶体 （CNC） 是生物基聚乳酸 （PLA） 的有前途的增强剂;然而，由于与 PLA 链的氢键不足和球晶形成的促进不足，它们的一维 （1D） 结构限制了它们的有效性，从而导致次优分散。为了解决这个问题，本研究引入了一种新方法，通过原位 CaCO3 生长创建具有多维形态的矿化纤维素纳米晶体 （MCNC）。MCNC 的三种变体被掺入 PLA 中，包括 MCNC3 变体，它具有 3D 立方晶体结构，通过提供额外的成核位点来显着增强 PLA 球晶的生长。这导致了结晶速率的加快和晶体结构的优化，与纯 PLA 相比，冷结晶温度降低了 3.9 °C，结晶度提高了 17.1%。此外，无机 CaCO? 的刚性和 CNC 的韧性通过应力分散机制协同提高了 PLA 复合材料的机械性能，包括拉伸强度提高 34.6%，断裂伸长率提高 84.3%，同时增强了透水性和更快的降解速率。总体而言，本研究提出了一种新颖的多维加固策略，以有效解决传统 CNC 的限制，提供全面的改进，使 PLA/MCNC 成为农用地膜和可持续包装解决方案的可行环保替代品。