天然蛋白質(zhì)纖維增強聚乳酸復合材料的制備與性能研究.pdf

1、聚乳酸(PLA)作為少數(shù)已被美國FDA批準的生物降解性醫(yī)用材料，在當今生物醫(yī)學領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注。但純粹的聚乳酸作為材料，尤其是醫(yī)用材料存在不少缺陷，最顯著的是力學性能和親水性差。 本文主要討論了溶液法制成的天然蛋白質(zhì)纖維增強聚乳酸的制備方法和其性能。將纖維含量分別為10Wt％、15Wt％、20Wt％、25Wt％、30Wt％的試樣進行比較，分析纖維含量對天然蛋白質(zhì)纖維增強聚乳酸拉伸、彎曲和沖擊性能的影響；將纖維分別切成約3mm

2、、6mm、10mm、15mm長制成試樣進行比較，分析纖維長度對天然蛋白質(zhì)纖維增強聚乳酸拉伸、彎曲和沖擊性能的影響。最后，比較了天然蛋白質(zhì)纖維脫膠前后增強聚乳酸的性能以研究脫膠處理對纖維增強聚乳酸對復合材料力學性能的影響以及退火處理對復合材料力學性能的影響。 得到如下主要結(jié)論： 1.纖維增強聚乳酸的性能比聚乳酸的性能有明顯改善。 2.通過對天然蛋白質(zhì)纖維分散性研究發(fā)現(xiàn)，PLA溶液濃度對纖維分散性影響很大，當濃度＞0

3、.24g/ml時，纖維不能分散，在100ml濃度為0.24g/ml的溶液中的最大分散量為0.1g3.經(jīng)脫膠處理的天然蛋白質(zhì)纖維，當纖維含量在10Wt％到30Wt％之間時，天然蛋白質(zhì)纖維增強聚乳酸試樣的拉伸強度隨著纖維含量增強有明顯變化；彎曲強度和模量都隨纖維含量增加而遞增。當纖維長度在3mm至15mm之間時，天然蛋白質(zhì)纖維增強聚乳酸試樣拉伸強度隨著纖維含量增加而遞增，但增加程度不大；彎曲強度和模量都隨纖維長度增加而遞增。纖維增強聚乳酸拉

4、伸強度不顯著是由于天然蛋白質(zhì)纖維與聚乳酸界面結(jié)合不理想的結(jié)果。 4.天然蛋白質(zhì)纖維摻入聚乳酸導致天然蛋白質(zhì)纖維增強聚乳酸試樣的斷裂伸長率減小，即天然蛋白質(zhì)纖維增強聚乳酸的延性下降。當纖維含量在10Wt％到30Wt％之間時，試樣的延性隨纖維含量增加而遞減。當纖維長度在3mm至15mm之間時，試樣的延性也隨纖維長度增加而遞減。 5.天然蛋白質(zhì)纖維摻入聚乳酸導致天然蛋白質(zhì)增強聚乳酸試樣的沖擊強度提高。當纖維含量在10Wt％到3

5、0Wt％之間時，沖擊強度隨纖維含量增加而遞增。天然蛋白質(zhì)纖維的存在使得纖維增強聚乳酸模量得到明顯的改善。 6.與脫膠天然蛋白質(zhì)纖維類似，蠶絲纖維的加入使聚乳酸的強度、模量及沖擊強度提高，但使其斷裂伸長率降低。其中絲素蛋白纖維增強聚乳酸的拉伸強度、拉伸模量、沖擊韌性都比未脫膠纖維增強聚乳酸高，但彎曲強度和彎曲模量卻比未脫膠纖維增強聚乳酸低，由于脫膠前后纖維的形狀、結(jié)構(gòu)都有較大的差別，因此，比較脫膠前后纖維對聚乳酸增強效果的影響需要