聚乳酸(PLA)作为一种生物相容性良好、环境友好的完全可生物降解材料,有着与石油基塑料相媲美的优异力学性能,然而脆性问题限制了其在众多领域的广泛应用。通过超临界二氧化碳(ScCO2)微孔发泡技术在PLA内部引入微孔结构,不仅能够提高PLA的韧性,而且可以降低材料的密度同时降低成本。但由于PLA结晶速率慢,耐热性差且熔体强度低,导致了其发泡效果不佳,发泡控制困难。本文利用CO2作为物理发泡剂,采用“高温保压,低温发泡”的间歇式发泡工艺,制备得到了一种全降解的微晶纤维素(MCC)/PLA微孔发泡复合材料。系统研究了酯化改性MCC和添加苯乙烯辅助马来酸酐接枝聚乳酸(PLA-g-St/MAH)相容剂对MCC/PLA复合体系流变、结晶及发泡性能的影响。主要研究结果如下:通过对MCC/PLA微孔发泡复合材料的制备及性能研究发现,MCC的加入降低了PLA熔体的复数黏度和储能模量,提高了 MCC/PLA复合材料的结晶度和熔融温度。相较于纯PLA体系,发泡复合材料的表观密度降低而发泡倍率增加,泡孔密度降低,泡孔破裂现象减少,泡孔结构更加完善,泡孔尺寸分布更加均匀,但MCC添加量过高时会导致泡孔结构劣化。采用芳香羧酸表面改性的方法成功制备了酯化改性的MCC(g-MCC),使得MCC的结晶度和热稳定性略有提高,不仅促进了其在非极性PLA基体中的分散也改善了与PLA基体之间的界面相容性,导致复合材料的结晶度与热稳定性均有所增加。当g-MCC含量为5 wt%时,泡孔尺寸分布更加均匀,平均泡孔直径从42.4 μm减小至34.0 μμm,泡孔密度由 8.3×108 cell/cm3增加为 1.1×1010cell/cm3。利用熔融接枝共聚法制备苯乙烯辅助马来酸酐接枝聚乳酸(PLA-g-St/MAH),并作为相容剂添加至MCC/PLA复合体系内,MCC与PLA之间的界面相容性得到了改善,复合材料的流变性能和结晶性能也得到提高。随着相容剂含量增加,微孔发泡材料的泡孔密度不断增加,平均泡孔尺寸逐渐减小,闭孔率提高,当PLA-g-St/MAH的添加量为3 wt%时,平均泡孔尺寸为30.6 μm,得到了泡孔结构较为理想的微孔发泡复合材料。