现有研究已表明发泡材料的力学性能与泡孔结构关系密切，如强度和模量主要是受发泡材料的相对密度影响。但对于冲击性能而言，相关研究较少且至今没有明确的结论提出。近年来，PLA发泡材料发展迅猛，但提高PLA发泡材料韧性的相关研究仍处于起步阶段。因此，非常有必要系统地研究PLA发泡材料泡孔尺寸与冲击性能之间的关系。

  近期，中国科学院宁波材料技术与工程研究所汪龙研究员和四川大学杨伟教授在聚乳酸发泡材料力学性能调控方面取得进展。研究人员以PLA为基体，PBAT为增韧相，通过二次开模微孔注塑发泡工艺（如图1）成功制备得到了膨胀倍率相同但泡孔尺寸不同的PLA发泡材料。研究发现通过调控泡孔尺寸即可实现PLA/PBAT发泡材料的脆韧转变，冲击强度最高可提升近210%，且存在临界泡孔尺寸（如图2）。进一步，发现改善PLA和PBAT相容性可将临界泡孔尺寸从15 mm提高至30 mm。通过冲击断面分析及单侧缺口弯曲试验结果分析，研究人员提出了泡孔尺寸主导的增韧机理（如图3）：随着泡孔尺寸减小，泡孔壁厚度也随之减小，在冲击过程中，相邻泡孔以及PBAT相的应力场互相叠加，可阻碍泡孔间的银纹直接发展成为裂纹，引发基体地剪切屈服及泡孔的塑性形变，极大地提高冲击性能。该工作为高韧性PLA发泡材料的制备提供了通用的策略。

图3泡孔尺寸主导的增韧机理图

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.4c02051