聚乳酸-生物降解聚酯彈性體粒子復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、聚乳酸具有高強(qiáng)度、良好生物相容性以及可生物降解等優(yōu)點(diǎn)，但其性脆、韌性差等缺點(diǎn)限制了它的應(yīng)用。傳統(tǒng)的聚乳酸增韌方法是將聚乳酸與低聚物或彈性體直接共混制備聚乳酸復(fù)合材料，雖然能一定程度上提高聚乳酸復(fù)合材料的韌性，但犧牲了生物降解性和強(qiáng)度。本文設(shè)計(jì)制備了生物降解聚酯彈性體粒子，并將生物降解聚酯彈性體粒子與聚乳酸直接熔融共混制備成聚乳酸/生物降解聚酯彈性體粒子復(fù)合材料，探討了生物降解聚酯彈性體粒子對(duì)聚乳酸復(fù)合材料性能的影響。
　　本研究主

2、要內(nèi)容包括：⑴生物降解聚酯彈性體粒子的制備。以1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、衣康酸、富馬酸、丁二酸和癸二酸為原料，采用熔融縮聚反應(yīng)合成了重復(fù)單元不同的兩種脂肪族不飽和聚酯。脂肪族不飽和聚酯經(jīng)過(guò)乳化、輻射交聯(lián)及噴霧干燥等工藝，制備成相應(yīng)的兩種生物降解聚酯彈性體粒子，粒徑為微納米級(jí)，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度分別為-54.3°C和-44.8°C。⑵生物降解聚酯彈性體粒子能明顯改善聚乳酸復(fù)合材料的韌性；與純聚乳酸的斷裂伸長(zhǎng)率(3.1％)

3、相比，兩種生物降解聚酯彈性體粒子(10 wt%)改性的聚乳酸復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率分別增加至31.7%和28.6%；生物降解聚酯彈性體粒子改性后的聚乳酸復(fù)合材料沖擊斷面變得粗糙不平整，并伴隨有大量銀紋與空穴產(chǎn)生，發(fā)生了塑性形變。⑶聚乳酸/生物降解聚酯彈性體粒子復(fù)合材料的結(jié)晶性能研究。小粒徑、低Tg(200~300 nm，Tg=-54.3 oC)的生物降解聚酯彈性體粒子能夠起到成核劑作用，明顯縮短聚乳酸復(fù)合材料的半結(jié)晶時(shí)間，提高結(jié)晶速度。當(dāng)

4、生物降解聚酯彈性體粒子含量為8 wt%時(shí)，聚乳酸復(fù)合材料的結(jié)晶速率常數(shù)是純聚乳酸的近2倍，半結(jié)晶時(shí)間由12.07 min縮短到7.11 min。大粒徑、高Tg(500~700 nm，Tg=-44.8 oC)的生物降解聚酯彈性體粒子對(duì)聚乳酸的結(jié)晶速率影響較小。兩種生物降解聚酯彈性體粒子改性后的PLA的(200)/(110)晶面衍射峰向低2θ處移動(dòng)，促使α'晶體的形成。⑷聚乳酸/生物降解聚酯彈性體粒子復(fù)合材料的降解性能研究。脂肪酶、降解時(shí)間

5、、生物降解聚酯彈性體粒子的含量，降解介質(zhì)的pH值是影響聚乳酸復(fù)合材料降解的主要因素。脂肪酶能促進(jìn)PLA復(fù)合材料的降解，其降解速率隨著脂肪酶濃度的增加而增加。在脂肪酶濃度為5g/L的中性磷酸鹽緩沖液中，兩種生物降解聚酯彈性體粒子(10 wt%)改性的聚乳酸復(fù)合材料降解10天后的質(zhì)量損失率分別為3.2%與2.3%，是PLA的2.4倍與1.7倍。聚乳酸復(fù)合材料的降解速率隨降解環(huán)境的pH值而變化，降解速度由小到大為：pH6.86