PLA結(jié)晶主要有ɑ、β和γ三種晶型。不同晶型的形成與加工工藝以及熱處理工藝密切相關(guān)。ɑ晶型可從熔體和溶液中結(jié)晶得到,β晶型可在高的拉伸速率和拉伸溫度下得到,γ晶型可在六甲基苯上外延生長(zhǎng)得到。
PLA在加工的熔融冷卻過(guò)程中主要形成ɑ型球晶,是三種晶型中是最常見(jiàn)和最穩(wěn)定的。ɑ球晶的尺寸從微米到毫米級(jí)。球晶在成長(zhǎng)過(guò)程中由于徑橫向生長(zhǎng)的不均衡性,通常會(huì)有明顯的內(nèi)部應(yīng)力產(chǎn)生。當(dāng)球晶尺寸大到一定程度時(shí),不僅晶體界面連結(jié)變?nèi)?,而且?yīng)力累積到一定程度也會(huì)導(dǎo)致球晶內(nèi)部產(chǎn)生裂紋,顯著降低材料韌性。這也是產(chǎn)業(yè)界一直致力于控制
PLA結(jié)晶尺寸的主要原因。
作為一種典型的半結(jié)晶高分子材料,PLA結(jié)晶度和結(jié)晶結(jié)構(gòu)對(duì)材料耐熱影響很大。非晶態(tài)和結(jié)晶度<25%時(shí),PLA材料維卡軟化溫度<80℃;結(jié)晶度大于30%、結(jié)晶結(jié)構(gòu)完善的PLA,材料維卡軟化溫度可達(dá)120℃以上。