聚乳酸（PLA）是一种生物基与生物可降解高分子材料,具有良好的生物相容性与力学强度,但结晶速率慢、热变形温度低,在很大程度上制约了其应用与发展。本文以提高PLA结晶速率和性能为主要目标展开工作,主要包括以下三个方面:首先,通过熔融共混的方法引入束状双酰胺类有机成核剂HBNA,制备了PLA/HBNA混合物。研究发现,HBNA对PLA结晶具有较高的成核活性,显著提高了PLA的结晶温度、结晶速率与结晶度,同时减小了球晶尺寸。当HBNA用量为0.75 wt%时,PLA的结晶温度由90℃提高至123℃,结晶度由3%提高至40%,135℃下的半结晶时间(t_1/2)由31 min缩短至1.5 min。机理研究表明,HBNA在高温下能溶于PLA基体,在较低温度下可通过氢键自组装成束状微晶,该微晶作为成核位点能够诱导PLA快速形成大量球晶或具有特殊结构的串晶和树枝状晶体。然后,在PLA中引入一种针状双酰胺类成核剂（OXA_n）,系统地研究了OXA_n中碳链长度（n）对其分散性以及对PLA结晶行为的影响规律。结果表明,OXA₂可在PLA中自组装成均匀分散的针状微晶,使135℃下PLA的t_1/2缩短了90%以上,与其他OXA相比,OXA₂具有更佳的成核效果。因此,以PLA/OXA₂为研究对象,通过热拉伸处理构筑了特殊的串晶互锁结构,使PLA/OXA₂的拉伸强度达到120 MPa,断裂伸长率达到30⁵0%,耐热温度高于150℃,为通用PLA材料的工程化应用提供了新渠道。为了进一步提高结晶速率,对PLA/OXA₂施加剪切,发现OXA₂与剪切外场对促进PLA结晶具有显著的协同效应,使PLA在155-160℃下发生快速结晶,比文献报道的PLA最高结晶温度提高了14℃以上,并且诱导PLA形成少量β晶和“shish-kebab”晶体结构。通过结构流变学确定了PLA/OXA₂体系快速结晶的临界剪切条件,例如155℃下,PLA/OXA₂快速结晶的临界剪切速率和剪切时间分别为0.4 rad/s和10¹5 s。适当提高熔融温度有助于OXA₂的溶解与组装,可进一步提高PLA的结晶速率。机理研究表明,剪切诱导PLA分子链取向,而OXA₂在一定程度上可抑制取向分子链的解取向过程,提供额外的成核位点,从而诱导PLA发生快速结晶。最后,利用羟基封端的双酰胺类化合物（OXA）引发丙交酯开环聚合,设计并可控制备了系列含OXA基团的PLA杂化大分子(PLA_OXA),率先提出了大分子内自成核诱导PLA结晶的新思路。PLA_OXA中OXA基团不仅提高了PLA的晶核密度,而且减小了球晶尺寸。在分子内酰胺基团的作用下,PLA_OXA在10℃/min的降温速率下发生快速结晶,且过冷度小于30℃,而相同条件下PLA几乎难以结晶。利用Hoffman-Lauritzen理论模型对PLA_OXA结晶动力学研究发现,PLA_OXA的成核常数明显大于PLA的成核常数,说明PLA_OXA杂化大分子内OXA对PLA分子链段具有显著的异相成核作用。