【摘 要】
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聚乳酸(PLA)是一种生物高分子材料,其来源可再生,在日常生活中的应用越来越广泛,具有巨大的潜能去代替传统的石油基类聚合物。聚乳酸多孔材料的制备在组织工程支架中已经有了
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聚乳酸(PLA)是一种生物高分子材料,其来源可再生,在日常生活中的应用越来越广泛,具有巨大的潜能去代替传统的石油基类聚合物。聚乳酸多孔材料的制备在组织工程支架中已经有了大量的报道。常见的方法主要有静电纺丝、粒子沥滤、气体发泡以及相分离(包括非溶剂致相分离,热致相分离)等。对于多孔材料而言,在保证力学性能的前提下,孔的尺寸及孔的连通性是其两个非常重要的性能指标。闭孔结构严重影响了多孔材料的应用,而孔的尺寸则关系到多孔材料作为分离、吸附及载体等功能的效果。本论文通过控制实验的相关参数,采用调控非溶剂致相分离及热致相分离(溶液凝胶/结晶)的方法制备孔径可控、孔连通的聚乳酸基多孔膜。(1)通过二氧化硅纳米粒子(SiO2 NPs)调控非溶剂诱导的相分离,制备出高度连通的聚乳酸多孔膜。SiO2纳米粒子的加入解决了一般非溶剂致相分离制膜过程中,容易形成致密皮层及闭孔结构的缺点。首次提出了SiO2纳米粒子致孔的机理是:在相分离过程中,Si O2纳米粒子与氯仿的选择性相互作用,致使SiO2纳米粒子不会嵌入聚乳酸基体内,并且其对氯仿有效的增稠效应,使其在相分离过程中能够有效的抑制聚乳酸基体的收缩,从而利于孔的形成及孔连通性的提高。探讨了聚乳酸溶液的浓度、SiO2纳米粒子的极性对膜孔径的影响。为用浸没沉淀法制备高度多孔的聚乳酸膜开辟了一条有效的新途径。(2)在SiO2纳米粒子致孔理论的基础上,创造性地将SiO2纳米粒子作为填孔剂,填充在聚乳酸骨架的孔洞中。一方面SiO2纳米粒子的致孔作用使孔之间的连通性增强,另一方面由于SiO2纳米粒子在聚乳酸骨架内的紧密堆积,使其具有良好的蛋白截留作用。通过改变非溶剂的温度和SiO2纳米粒子的含量来制备具备连通性好、力学强度高以及蛋白截留效果优异的聚乳酸/SiO2复合膜。(3)通过溶液凝胶/结晶(热致相分离)制备出孔径小、孔连通的聚乳酸纳米纤维多孔膜。多孔膜中纳米纤维的形成是由于聚乳酸结晶过程中片晶的分叉所导致的,其结构与聚乳酸的浓度和凝胶/结晶的温度息息相关。纳米纤维之间优良的连接性使聚乳酸多孔膜具备良好的力学性能。而且较小的孔径也使其对牛血清蛋白有非常高的截留率。
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