聚乳酸（PLA）属脂肪族高分子化合物，是一种新型可降解高分子材料，它具有许多其他高分子材料无法比拟的优点。首先，它的合成原料来源于可再生作物，树脂使用完后可降解成H2O和CO2，不对环境造成污染；其次，PLA无毒、无刺激性，具有良好的生物相容性，广泛用于医用缝合线、药物缓释材料等；再者，PLA具有良好的力学性能，可广泛用于工业包装、纺织、汽车工业等领域。由于这些突出特点，PLA正日益成为人们关注的焦点。

聚乳酸（PLA）的聚合单体乳酸具有立体异构性，有L-乳酸和D-乳酸两种光学异构体，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）三种异构体。其中，PLLA和PDLA均为结晶型聚合物，结晶度可达40-60%；内消旋聚乳酸（PDLLA）是一种非结晶型聚合物，不具有结晶性，属无定形态。与非结晶型聚乳酸（PDLLA）相比，结晶型聚乳酸（PLLA/PDLA）的玻璃化温度Tg、熔点Tm都略高。

聚乳酸（PLA）的结晶性能对其力学性能与降解性能有重要影响。晶区中PLA分子链排列规整紧密，使PLA结晶有利于改善力学性能，延缓降解速度，同时提高膜的透气性、耐热性。晶型主要依赖于热处理或加工工艺，在外界环境不同的条件下，不同类型的晶型可以相互转化。半晶性的PLA结晶速率慢，注塑产品常为非晶态，降低强度限制应用，而高结晶度的PLA不利于加工与降解，所以了解结晶行为、不同类型的晶型、影响结晶因素是有必要的。

聚乳酸结晶行为：

01、熔体结晶

PLA在熔体中结晶通常得到球晶，随熔融静态结晶温度上升，球晶尺寸增大。进行退火处理后，球晶尺寸随退火温度上升、退火时间增长而增大。

02、溶液结晶

PLLA在浓度为0.08%，温度为25℃条件下得到菱形、层叠的片层单晶；

PLLA在浓度为0.01%，温度为25℃条件下得到更为完善的菱形单晶，单晶呈螺旋生长。

影响聚乳酸结晶行为的因素：

01、分子结构

全同立构的PLLA和PDLA为半结晶性聚合物；

间同立构的PDLLA和内消旋的PLA为非结晶性聚合物；

经低速率拉伸后，支化PLLA结晶速率大于线性PLLA；

结晶速率随相对分子质量增大而减小，球晶尺寸也随相对分子质量增大而减小。

02、温度

等温结晶：PLLA在100-118℃结晶快，晶体在径向方向生长速率大；而在熔点和玻璃化温度附近时，PLLA结晶速率慢；高温下链段活动剧烈，分子链不宜规则排列，故结晶慢；低温下链段运动受阻不利于晶体生长，故结晶慢，只有在温度既有利于链段规则排列又有利于链段活动时，结晶速率达到最大。

非等温结晶：降温速率是最主要因素，在90-140℃非等温结晶时，PLLA结晶度随降温速率降低而增大，降温速率为0.5-10℃/min时，得到球晶，<2℃/min时结晶度高且球晶尺寸随冷却速率的降低而增大；降温速率>20℃/min时，得到的为非晶相。

03、应力场

无定形PLLA在低温拉伸时，结晶速率快，取向度高，在较高温度下则相反；干喷湿纺法制备的纤维进行拉伸时，拉伸比为6时结晶速率最高，增大至10时，纤维变形晶体尺寸减小，结晶度有减小趋势；此外，应力场拉伸会导致晶型转变，低温拉伸有利于形成α晶，高温拉伸易形成β晶。另外，模压成型与挤出过程形成的PLLA结晶度下降。

04、辐照

经γ射线照射后，PLA主链会发生断裂或交联，具体取决于射线能量。一般认为链断裂可发生在晶区和非晶区。研究发现主链的断裂提高了结晶速率，主要因为分子链段较短，分子链缠结点减少，更易结晶。由于射线会破坏晶区，结晶度下降。

05、成核剂

结晶成核剂可以提高聚合物结晶时的成核速率，故使结晶加速、球晶尺寸减小，并使结晶区域增宽。成核剂增加高分子链的运动性，加速低温时的成核速度，对高温结晶影响不大，甚至起阻碍作用。滑石粉在PLLA结晶过程中是最有效的成核剂。

虽然成核剂可以提高结晶速率，但在一定程度上会影响产品的最终力学性能。

06、增塑剂

增塑剂加入增强分子链段活动性，使PLLA更容易结晶，PLLA球晶生长速率更快，并且随着增塑剂含量升高，结晶度增大。

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