1. 研究目的与意义
目的:聚乳酸是一种以乳酸为原料生物可降解环境友好型的聚酯材料；碱式硫酸镁晶须是一种无机材料，来源广泛，价格便宜，但其与聚乳酸具缺乏较好的相容性；通过添加表面活性剂和偶联剂可以促进两者之间相容从而提升复合材料性能。本研究以改性碱式硫酸镁为填充剂，聚乳酸为基体，采用偶联剂进行偶联剂与聚乳酸/硫酸镁晶须3D打印材料性能的研究。
意义：表面活性剂和偶联剂使得聚乳酸和硫酸镁晶须能更好的结合，对制备优良的PLA/MSW 复合材料有重大的意义。不仅能使打印材料品种多样化，还可以提高复合材料的力学强度，使打印材料适应不同的应用场合，扩宽3D打印的应用领域，进而促进3D打印技术的发展。
2. 国内外研究现状分析
国外生产聚乳酸的企业主要集中在美国、日本、荷兰和德国等发达国家，嘉吉陶氏公司为目前全球最大的聚乳酸生产商。早在1992年，美国著名化学家carothers等就用丙交酯开环聚合法合成了聚乳酸，但由于合成的聚乳酸分子量低，未能推广应用。20世纪60年代，所开发的聚乳酸因具有良好的生物相容性和生物降解性，逐渐在生物医药领域得到成功应用。1980年以来，人们开始研究聚乳酸的大规模工业化生产，并应用于诸多领域。主要厂商有美国cereplast公司、日本的帝人公司、荷兰的hycail公司以及比利时和德国的伍德公司。
国内对聚乳酸的生产技术研究起步较晚，但发展速度较快。华东理工大学经过研究,提出了密闭体系中利用脱水剂进行固相缩聚以制备高分子量pla的新工艺。 中科院长春应化所和浙江海正集团经过7年的攻关,建成了国内规模最大、年产5000t的绿色可降解环保型pl树脂工业示范生产线,并实现批量生产。国内主要生产企业有有浙江海正集团、光华伟业、南通九鼎和长江化纤等公司。
碱式硫酸镁原料易得、价格低廉、制备方便且应用前景广阔。碱式硫酸镁晶须多以氢氧化镁(或氧化镁)、硫酸镁或者氢氧化钠、硫酸镁、硫酸钠为原料,采用水热合成的方法制备。近年来水合碱式硫酸镁晶须的制备过程取得不小的进展。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：
1.硫酸镁晶须添加量对聚乳酸3d力学材料力学性能、阻燃性能等性能的影响的研究；在聚乳酸中分别添加0、2%、4%、6%和8%碱式硫酸镁晶须,经混合、拉丝等工序制备3d打印线材。研究温度、拉丝速度与3d打印材料的性能相关性；采用氧指数分析仪分析产品的阻燃性能，万能力学试验机测定3d打印材料的力学性能。
2.利用dsc、xrc分析结晶度的变化，及其对复合材料性能的影响和贡献。
4. 研究创新点
聚乳酸（PLA）是环境友好的高分子材料，在3D打印等领域占据着重要的市场。以硫酸镁晶须为增强材料，改进PLA的力学以及阻燃性能，制备 PLA/MSW生物降解复合3D打印材料，有利于拓宽聚乳酸3D打印材料的应用领域。国际对聚乳酸改性主要集中在共聚改性、交联改性以及共混改性。其中以无机物为改性材料的研究很少，以硫酸镁晶须改性是本研究的创新。
