物理共混是實現不同的生物可降解高分子性能互補的途徑之一。比如，聚羥基丁酸酯（PHB）硬而脆，而聚丁二酸丁二酯（PBS）軟而韌，因此它們的混合物有可能兼具二者的優(yōu)點。但大部分生物可降解聚合物對是熱力學不相容的，大尺度的相分離和較差的界面粘結限制了彼此間性能的互補。這種情況下引入納米粒子作為第三組分，一方面有可能實現動力學增容，另一方面還能發(fā)揮納米粒子的增強效果。不過，由于兩種聚合物與納米粒子存在親和性的強弱，也由于聚合物彼此間的粘度差異，因此納米粒子往往會在某一相中擇優(yōu)分布。因此，明確納米粒子的選擇性分布對體系的相結構和最終性能的控制至關重要。
這份工作采用來源于生物質，且同樣可降解的淀粉納米晶（SNC）作為第三組分加入到不相容的PHB/PBS體系中，以該三元體系為模板，探究了體系的結晶行為。研究發(fā)現，三元體系中，PHB和PBS的結晶溫度都明顯提高（圖1），說明SNC對兩種聚合物都有異相成核作用，但PHB結晶溫度的提升具有SNC濃度的依賴性，而PBS結晶溫度的變化則與SNC的濃度無關，這說明SNC應該分布在PHB相以及PHB/PBS相界面上，而在PBS相中則無分布。這樣的結論為TEM所證實（圖2）。因此采用簡單的熱分析方法，以結晶溫度變化為探針，即可探究三元體系中納米粒子的分布狀況。這份工作也為全生物可降解的PHB/PBS/SNC綠色復合材料的形態(tài)和性能控制提供了豐富的信息。
圖1. (a, a'''') PHB、PBS以及它們的共混物PHB/PBS (70/30)，(b, b'''') SNC濃度不同的三元體系，以及 (c, c'''') 3 wt% SNC 的兩元體系的DSC曲線。
圖2. (a) PHB-SNC3和 (b) PBS-SNC3兩元復合體系，以及 (c) PHB/PBS共混物，和 (d) 三元復合體系 BC-3 的TEM照片。
該份工作以“Selective Localization of Starch Nanocrystals in the Biodegradable Nanocomposites Probed by Crystallization Temperatures”發(fā)表于Carbohydrate Polymers期刊上，第一作者為研究生張國瑞同學，指導教師為吳德峰、解文媛老師，研究得到了國家自然科學基金（51573156, 51803176）的資助。
熱分析平臺報道：
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