由于環(huán)境惡化和白色污染問題日益嚴(yán)重，利用天然資源材料與可降解聚合物復(fù)合開發(fā)新型復(fù)合材料已成為復(fù)合材料研究的熱點(diǎn)之一。近些年，塑木復(fù)合材料（WPC）的研究引起了社會廣泛的關(guān)注。相比傳統(tǒng)塑木復(fù)合材料，聚乳酸（PLA）塑木復(fù)合材料由于其良好的生物可降解性而有更好的應(yīng)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(jìn)行改性加工，則其力學(xué)性能不佳、熱穩(wěn)定性差等缺陷將會限制其應(yīng)用。為了擴(kuò)大PLA的應(yīng)用范圍，通常需對其進(jìn)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(jìn)行物理改性可以有效地提高PLA的力學(xué)強(qiáng)度。然而在直接混合后通過注塑成型得到的PLA塑木復(fù)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(fù)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(yùn)動，降低了PLA的立構(gòu)規(guī)整度，導(dǎo)致PLA結(jié)晶能力顯著降低。為提高PLA塑木復(fù)合材料的韌性，需要對其進(jìn)行增韌改性。
隨著木粉含量的增加，PLA塑木復(fù)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(dǎo)致界面相容性差。當(dāng)受到?jīng)_擊作用時，界面黏結(jié)處容易誘發(fā)應(yīng)力集中，導(dǎo)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(fù)合材料物理力學(xué)性能的關(guān)鍵因素。木粉增韌PLA的機(jī)理是木粉表面的基團(tuán)與PLA發(fā)生酯交換反應(yīng)。例如，纖維素中的伯羥基與PLA的端羧基反應(yīng)，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(shí)現(xiàn)增韌。由木粉增韌機(jī)理可以看出，填充木粉的形態(tài)結(jié)構(gòu)對復(fù)合材料的韌性起到了重要作用。木粉粒徑對復(fù)合材料性能的影響十分明顯，較大粒徑的木粉有利于復(fù)合材料彎曲性能和沖擊強(qiáng)度的提高。復(fù)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(fù)合材料的韌性。
由于白色污染問題越來越嚴(yán)重，可生物降解高分子復(fù)合材料的應(yīng)用將會越來越廣。PLA
塑木復(fù)合材料盡管強(qiáng)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(diǎn)。PLA塑木復(fù)合材料雖然有價格較貴、韌性較差的缺點(diǎn)，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(yīng)用前景非常廣闊。隨著科學(xué)技術(shù)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(fù)合材料增韌改性方法，并可以帶來重大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
