介绍
癸二酸二酰肼（Decanedihydrazide，简称 SDH）是一种含双酰肼结构的脂肪族化合物，分子中N-H键使其成为氢键供体，具有良好的热稳定性与相容性，作为中间体可通过酰化、缩合等反应进行结构修饰，灵活调控分子功能，使其适配不同聚合物体系的改性需求。
图一 癸二酸二酰肼
生物基来源
癸二酸二酰肼的前驱体癸二酸可通过蓖麻油裂解制备，该工艺已实现成熟化、节能化生产，无需使用石油资源；通过癸二酸二甲酯与肼水合物的回流反应引入酰肼基团，无水乙醇为溶剂，回流温度下反应过夜，反应条件温和，产物收率高达 96.39%，且提纯过程简单[1]。
图二 癸二酸二酰肼的生物基原料合成
应用
癸二酸二酰肼通过与呋喃甲酰氯的进一步反应，可合成生物基成核剂 N¹,N¹⁰- 二（呋喃 - 2 - 羰基）癸二酸二酰肼（DFDH），能够解决 PLLA 结晶问题。
仅需向 PLLA 中添加 0.1wt% 的癸二酸二酰肼，即可使 PLLA 的结晶温度（Tₙ）提升至 124.3℃，结晶度（Xₙ）达到 42.7%；随着添加量增加至 2.0wt%，结晶温度进一步升至 134.9℃，结晶度突破 50%。能大幅缩短 PLLA 的等温结晶时间：纯 PLLA 在 138℃下完全结晶需 270 分钟，而添加 0.5wt% DFDH 后，结晶时间缩短至 1.28 分钟，效率提升超 200 倍。
将含 0.3wt% 癸二酸二酰肼的 PLLA 进行 3×3 比例双轴拉伸后，薄膜性能能够显著优化。在低拉伸速率（25-100%/s）下，断裂伸长率较纯 PLLA 大幅提升，改善了韧性。这是由于癸二酸二酰肼诱导形成的均匀 α- 晶型结构，以及拉伸过程中晶体取向与无定形区分子链的协同作用，使其同时具备高强度与良好延展性。
作用机制
癸二酸二酰肼对 PLLA 的成核改性作用，通过两步机制实现结晶促进：
1.构象诱导与偶极-偶极相互作用
癸二酸二酰肼分子中的酰肼基团与 PLLA 链上的羰基（C=O）形成强偶极 - 偶极相互作用，而非传统的氢键作用（FT-IR 光谱未观察到羰基红移）。这种相互作用引导 PLLA 链从无序构象（tt、tg、gg）转变为能量最低的 gt 构象 —— 而 gt 构象正是 PLLA α- 晶型的特征构象，为晶体生长提供了结构化前驱体。
2.链间距与晶胞参数匹配
癸二酸二酰肼与 PLLA 链的结合能低至 - 7.23 kcal/mol，形成稳定复合物。在 DFDH 的调控下，PLLA 分子链间的平均距离约为 0.615 nm，与 PLLA α- 晶胞的 b 轴参数（0.616 nm）高度吻合，完美匹配的晶格尺寸显著降低了晶体成核的能量壁垒，促进了晶体的快速生长与有序排列[2]。
图三 癸二酸二酰肼与PLLA的作用机制
参考文献
[1]潍坊芬美化学有限公司.一种癸二酸二酰肼合成反应釜:202321076609.8[P].2023-09-08.
[2]Jiao Z, Cheng Y, Wei Z, et al. Development of a biomass furan-hydrazide nucleating agent of poly(L-lactide)[J]. ACS Applied Polymer Materials, 2023, 5(12): 10373-10385.