韧性左旋聚乳酸复合材料的制备与性质研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:m83692590
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
左旋聚乳酸(Poly(L-lactide),简称PLLA)是一种很有前景的脂肪族聚酯,近几十年受到了很多关注,主要是由于PLLA具有可再生性、生物可降解性、好的生物相容性以及可加工性,与其他生物可降解材料相比,具有较高的拉伸强度和模量。考虑到PLLA的环境友好性和资源可持续性,其非常适合替代一些传统的石油基高分子材料。最近一些年,研究者主要把PLLA的应用集中在了生物医药领域,PLLA可以加工成可吸收手术缝合线、组织工程支架、植入器械等,但是,PLLA的室温韧性差限制了其更为广泛的应用,其断裂伸长率通常小于10%。因此,为使PLLA得到广泛的应用,增韧PLLA是非常有必要的。  本文的主要工作是制备韧性聚乳酸复合材料并对其性能进行研究。与柔性高分子材料共混是一种简单实用经济有效的增韧PLLA的方法。本文中选取的作为增韧剂的柔性高分子材料是聚对二氧环己酮(poly(para-dioxanone),简称PPDO)和聚三亚甲基碳酸酯(poly(trimethylene carbonate),简称PTMC)。PPDO和PTMC都是具有生物可降解性和良好生物相容性的柔性高分子材料。本文通过溶液共沉淀法制备了一系列的PLLA/PPDO和PLLA/PTMC二元复合材料。为了进一步提高PLLA和PPDO、PTMC的相容性,在PLLA/PPDO和PLLA/PTMC二元复合材料中分别加入了不同含量的聚对二氧环己酮和聚乳酸的无规共聚物(poly(para-dioxanone-co-L-lactide),简称PDOLLA)和聚乳酸和聚三亚甲基碳酸酯的无规共聚物(poly(L-lactide-co-trimethylene carbonate),简称PLT),从而制备了一系列的PLLA/PPDO/PDOLLA和PLLA/PTMC/PLT三元复合材料,并对其热力学性质、内部结构、力学性能、晶体结构、体外降解行为、流变行为、热稳定性等方面进行了系统的研究。  本文工作主要包括以下五个方面:  (1)通过溶液共沉淀法制备不同质量比例的PLLA/PPDO二元复合材料,然后对其相容性和力学性能进行了研究。DSC和SEM结果表明PLLA与PPDO不相容。通过自然冷却法和淬火法所制备的样品的力学性能表明PPDO的加入不能有效地增韧PLLA,这主要是由于PLLA和PPDO不相容性导致的。  (2)通过对不同质量比的PLLA/PPDO二元复合材料样条在磷酸缓冲溶液(phosphate buffer solution,简称PBS)中的为期8周的体外降解实验,定期考察试样的试样表面形貌、失重率、吸水率、热力学性质和力学性能。结果表明,PLLA/PPDO二元复合材料的降解速率可以通过改变PPDO的含量实现调节;而且,PPDO的含量越高,PLLA/PPDO二元复合材料的降解速率越大。  (3)为了提高PLLA和PPDO的相容性,我们选用PLLA/PPDO85/15 w/w为基体,以PDOLLA为增容剂,通过向其中分别添加1、3和5wt%的增容剂来考察PLLA/PPDO复合材料性质的变化。结果证明增容剂的加入提高了PLLA和PPDO的相容性,特别是加入3wt%PDOLLA后,PLLA/PPDO/PDOLLA复合材料的力学性能最佳(断裂伸长率为214±76%,拉伸强度为48±2MPa),明显地提高了PLLA的韧性。  (4) PDOLLA增容后的PLLA/PPDO复合材料具有较好的力学性能,具有作为生物医用植入材料的潜力。该复合材料的体外降解行为研究对其在生物医用领域应用具有重要的意义。通过对PDOLLA含量为1、3和5wt%的PLLA/PPDO复合材料样条在PBS中的体外降解实验,定期考察试样的试样表面形貌、失重率、吸水率、热力学性质和力学性能。结果表明,PDOLLA的加入加快了复合材料材料的降解,然而,当PDOLLA含量为1和3wt%时,复合材料材料在8周降解过程中具有较高的拉伸强度(平均30MPa),和较高的断裂伸长率(均高于10%)。  (5)通过溶液共沉淀法制备了不同质量比例的PLLA/PTMC二元复合材料和PLT含量为1,、3和5wt%的PLLA/PTMC/PLT的三元复合材料。对所制备材料的热力学性质、内部结构性质、动态力学行为、力学性能、流变行为和热稳定性进行了系统的研究。结果表明,PLLA和PTMC不相容,但是PTMC的加入可以在一定程度上增韧PLLA; PLT的加入可以提高PLLA和PTMC的相容性,并且PLT含量为3wt%的PLLA/PTMC90/10(w/w)复合材料材料具有优异的力学性能,其断裂伸长率为135.4±51.0%,拉伸强度为41.8±2.5 MPa,明显地提高了PLLA的韧性。
其他文献
该论文首先对文献中有关环氧树脂吸水影响因素、水在树脂中存在的状态及与树脂的作用、水在树脂中的扩散动力学与机理、以及吸水对树脂结构与性能的影响等方面的研究进展进行
癌症作为目前最为致命的疾病之一,一直受到科研工作者的广泛关注。铂类抗癌药物作为化疗的重要手段被广泛应用于癌症的治疗中,其中顺铂作为第一个被发现具有抗肿瘤活性的铂类药物一直是研究者的热点。一般认为顺铂进入细胞后能够与核酸的嘌呤碱基结合造成DNA损伤,从而引起细胞的凋亡。但是顺铂及其类似物在治疗的过程中也暴露出一些不足,如对正常细胞的毒副作用以及耐药性等等,这些不足都很大程度的限制了铂类药物的应用与发
石墨烯是一种由单层碳原子堆积而成,具有二维蜂窝状晶格结构的新型碳纳米材料。由于其具有巨大的比表面积、较高的机械强度、优异的导电性、良好的化学稳定性等许多独特的物理
在我国 ,从新民主主义经济建设基本方针的提出到社会主义市场经济理论的确定 ,经历了较长的发展演变过程。这其中 ,有成功的经验 ,也有沉痛的教训。在这个过程中 ,张闻天作为
Ⅰ.利用C(,60)与氨多酸和环胺酸的光化学反应合成了三种类型八个新的C(,60)衍生物.Ⅱ.对一系列C(,60)胺羧酸衍生物在空气-亚相表面的成膜性研究表明,铺展液的浓度和亚相中的
最近 ,江泽民同志提出党要始终成为“中国先进社会生产力的发展方向、中国先进文化的前进方向、中国最广大人民的根本利益的忠实代表”的新思想 ,深刻地揭示了在社会主义市场
钕铁硼磁体具有优异的磁性能,但存在着耐腐蚀性差的缺点,目前的改善措施主要采用电镀镍、锌和涂装环氧树脂,这些涂层都有一些不足.研究人员提出钕铁硼磁体的有机电解质镀铝的
中国造型语言艺术与西方造型语言艺术在对形态认知、表达上各有特点,而东西方哲学、文化发展演变对造型语言的发展有着重要影响。线作为基础造型语言在东方绘画技法中占有重
溶剂萃取方法是铀工艺中浓缩和提纯的主要方法之一,为优选萃取剂,该论文研究了亚砜类萃取剂萃取铀的物理化学行为,内容如下:(1)合成了单亚砜、双亚砜、吡啶亚砜三种亚砜类系
螺环氧化吲哚与螺环苯并呋喃酮具有相似的化学结构,广泛存在于天然产物及具有生物活性的药物分子中。关于其结构、反应、合成及药用价值的研究一直是化学家和药物学家关注的热