聚乳酸（PLA）屬脂肪族高分子化合物，是一種新型可降解高分子材料，它具有許多其他高分子材料無法比擬的優點。首先，它的合成原料來源于可再生作物，樹脂使用完后可降解成H2O和CO2，不對環境造成污染；其次，PLA無毒、無刺激性，具有良好的生物相容性，廣泛用于醫用縫合線、藥物緩釋材料等；再者，PLA具有良好的力學性能，可廣泛用于工業包裝、紡織、汽車工業等領域。由于這些突出特點，PLA正日益成為人們關注的焦點。

聚乳酸（PLA）的聚合單體乳酸具有立體異構性，有L-乳酸和D-乳酸兩種光學異構體，因此聚乳酸也有左旋聚L-乳酸（PLLA）、右旋聚D-乳酸（PDLA）和消旋聚DL-乳酸（PDLLA）三種異構體。其中，PLLA和PDLA均為結晶型聚合物，結晶度可達40-60%；內消旋聚乳酸（PDLLA）是一種非結晶型聚合物，不具有結晶性，屬無定形態。與非結晶型聚乳酸（PDLLA）相比，結晶型聚乳酸（PLLA/PDLA）的玻璃化溫度Tg、熔點Tm都略高。

聚乳酸（PLA）的結晶性能對其力學性能與降解性能有重要影響。晶區中PLA分子鏈排列規整緊密，使PLA結晶有利于改善力學性能，延緩降解速度，同時提高膜的透氣性、耐熱性。晶型主要依賴于熱處理或加工工藝，在外界環境不同的條件下，不同類型的晶型可以相互轉化。半晶性的PLA結晶速率慢，注塑產品常為非晶態，降低強度限制應用，而高結晶度的PLA不利于加工與降解，所以了解結晶行為、不同類型的晶型、影響結晶因素是有必要的。

聚乳酸結晶行為：

01、熔體結晶

PLA在熔體中結晶通常得到球晶，隨熔融靜態結晶溫度上升，球晶尺寸增大。進行退火處理后，球晶尺寸隨退火溫度上升、退火時間增長而增大。

02、溶液結晶

PLLA在濃度為0.08%，溫度為25℃條件下得到菱形、層疊的片層單晶；

PLLA在濃度為0.01%，溫度為25℃條件下得到更為完善的菱形單晶，單晶呈螺旋生長。

影響聚乳酸結晶行為的因素：

01、分子結構

全同立構的PLLA和PDLA為半結晶性聚合物；

間同立構的PDLLA和內消旋的PLA為非結晶性聚合物；

經低速率拉伸后，支化PLLA結晶速率大于線性PLLA；

結晶速率隨相對分子質量增大而減小，球晶尺寸也隨相對分子質量增大而減小。

02、溫度

等溫結晶：PLLA在100-118℃結晶快，晶體在徑向方向生長速率大；而在熔點和玻璃化溫度附近時，PLLA結晶速率慢；高溫下鏈段活動劇烈，分子鏈不宜規則排列，故結晶慢；低溫下鏈段運動受阻不利于晶體生長，故結晶慢，只有在溫度既有利于鏈段規則排列又有利于鏈段活動時，結晶速率達到最大。

非等溫結晶：降溫速率是最主要因素，在90-140℃非等溫結晶時，PLLA結晶度隨降溫速率降低而增大，降溫速率為0.5-10℃/min時，得到球晶，<2℃/min時結晶度高且球晶尺寸隨冷卻速率的降低而增大；降溫速率>20℃/min時，得到的為非晶相。

03、應力場

無定形PLLA在低溫拉伸時，結晶速率快，取向度高，在較高溫度下則相反；干噴濕紡法制備的纖維進行拉伸時，拉伸比為6時結晶速率最高，增大至10時，纖維變形晶體尺寸減小，結晶度有減小趨勢；此外，應力場拉伸會導致晶型轉變，低溫拉伸有利于形成α晶，高溫拉伸易形成β晶。另外，模壓成型與擠出過程形成的PLLA結晶度下降。

04、輻照

經γ射線照射后，PLA主鏈會發生斷裂或交聯，具體取決于射線能量。一般認為鏈斷裂可發生在晶區和非晶區。研究發現主鏈的斷裂提高了結晶速率，主要因為分子鏈段較短，分子鏈纏結點減少，更易結晶。由于射線會破壞晶區，結晶度下降。

05、成核劑

結晶成核劑可以提高聚合物結晶時的成核速率，故使結晶加速、球晶尺寸減小，并使結晶區域增寬。成核劑增加高分子鏈的運動性，加速低溫時的成核速度，對高溫結晶影響不大，甚至起阻礙作用。滑石粉在PLLA結晶過程中是最有效的成核劑。

雖然成核劑可以提高結晶速率，但在一定程度上會影響產品的最終力學性能。

06、增塑劑

增塑劑加入增強分子鏈段活動性，使PLLA更容易結晶，PLLA球晶生長速率更快，并且隨著增塑劑含量升高，結晶度增大。

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