合成高分子材料的復(fù)合改性與層層組裝研究.pdf

1、聚乳酸（PLA）是一種綠色高分子材料，因其良好的生物降解性與生物相容性在環(huán)保塑料與生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景，但PLA存在強(qiáng)度較低、韌性差、結(jié)晶速率較慢、成本高昂等缺點(diǎn)，極大地限制了其應(yīng)用。因此，對PLA進(jìn)行改性尤為重要。纖維素因其來源豐富、強(qiáng)度較高而在增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料中有著重要的應(yīng)用，但由于其親水的本質(zhì)，與疏水性聚合物直接復(fù)合將產(chǎn)生相分離，而導(dǎo)致復(fù)合材料的性能下降。本文首先以微晶纖維素（MC）為原料，致力于開發(fā)性能優(yōu)良的MC增強(qiáng)P

2、LA復(fù)合材料。為提高M(jìn)C與PLA的相容性，首先用化學(xué)接枝法對MC進(jìn)行表面修飾，合成了 L-乳酸低聚物接枝的微晶纖維素（g-MC），接枝率約為3.4％，接枝鏈的平均聚合度為10。然后經(jīng)密煉、熱壓成型制備了不同g-MC含量的g-MC/PLA復(fù)合膜材料，并表征其內(nèi)部形態(tài)、透光性、熱學(xué)性質(zhì)與機(jī)械性質(zhì)等。結(jié)果表明：g-MC在PLA基質(zhì)中均勻分散，兩者界面結(jié)合良好。與MC/PLA相比，g-MC/PLA的透光性顯著增強(qiáng)。同時(shí)，g-MC對PLA分子鏈的

3、運(yùn)動(dòng)與排列產(chǎn)生了較大影響，增強(qiáng)了PLA的熱學(xué)性質(zhì)尤其是結(jié)晶性質(zhì)。基于g-MC與PLA良好的相容性，g-MC/PLA復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械性能，其最大拉伸強(qiáng)度達(dá)到70 MPa，比PLA高50%，同時(shí)還具有較高的斷裂伸長率。此外，g-MC/PLA復(fù)合材料將保持PLA良好的生物相容性與生物可降解性，同時(shí)纖維素的大量使用有利于降低材料成本。綜合以上特點(diǎn)，這種改性微晶纖維素增強(qiáng)聚乳酸復(fù)合材料有望進(jìn)一步開發(fā)成綠色包裝與組織工程材料。
　　層

4、層組裝（Layer-by-layer assembly）是一項(xiàng)在材料表面構(gòu)建微納米多層結(jié)構(gòu)的重要技術(shù)，通過靜電吸附、氫鍵、共價(jià)鍵等可以將聚電解質(zhì)、脂質(zhì)體、膠束、染料分子、細(xì)胞等多種構(gòu)造單元分別進(jìn)行逐層組裝，得到具有特定功能的薄膜材料。本文其次研究以聚苯乙烯-b-聚丙烯酸（PS-b-PAA）、聚苯乙烯-b-聚4-乙烯吡啶（PS-b-P4VP）兩親性嵌段共聚物為起始材料，經(jīng)自組裝得到囊泡、膠束、大復(fù)合膠束等聚集體；并以這些聚集體為構(gòu)造單元，

5、采用層層組裝的策略通過靜電吸附作用分別在二維平面（硅晶片表面）與三維曲面（囊泡表面）上構(gòu)建多層聚集體結(jié)構(gòu)。分別用原子力顯微鏡（AFM）、透射電鏡（TEM）表征聚集體與多層結(jié)構(gòu)的形貌特征，用橢圓偏振法表征多層結(jié)構(gòu)的厚度生長。與脂質(zhì)體多層結(jié)構(gòu)相比，本研究構(gòu)建的多層結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，聚集體層中的囊泡與膠束都保持了原有形貌；而與以往的膠束層層組裝研究相比，本研究構(gòu)建的多層結(jié)構(gòu)具有更加致密的囊泡層與膠束層。此外，本研究首次開展了在沒有聚電解質(zhì)多層間隔