基于立構(gòu)復(fù)合的PLA-HA復(fù)合材料制備研究.pdf

1、聚乳酸(PLA)/羥基磷灰石（HA）復(fù)合材料由于具有良好的生物學(xué)性能，是優(yōu)異的骨修復(fù)生物材料。但是，有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料的界面相容性和無機(jī)填料（尤其是納米尺度的無機(jī)填料）在有機(jī)基體中的分散問題，限制了PLA/HA復(fù)合材料更廣泛的應(yīng)用。具有不同構(gòu)型的左旋聚乳酸(PLLA)和右旋聚乳酸(PDLA)能夠形成立構(gòu)復(fù)合物，兩者分子鏈間作用力強(qiáng)，它們的這種特點(diǎn)可以用來有效改善PLA和HA的界面粘結(jié)，以及提高納米HA(n-HA)在PLA基體中的分散。本

2、研究首先通過酯交換反應(yīng)在HA納米棒表面接枝不同分子量（Mn=5000、10000、和20000）的PDLA(n-HA-PDLA)，然后與高分子量（10萬）的PLLA復(fù)合制備PLLA/HA復(fù)合材料，并以未改性的n-HA和接枝PLLA的n-HA(n-HA-PLLA)為對照，采用多種表征手段（FTIR、SEM、TEM、DLS、TGA、AFM、DSC、DMTA和力學(xué)測試等），全面比較研究了n-HA-PDLA在制備PLLA/HA復(fù)合材料方面的可行

3、性。主要工作如下:
　　(1)比較了未改性的n-HA和n-HA-PLLA及n-HA-PDLA在PLLA中的分散性，以及復(fù)合材料的力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn):未改性的n-HA在PLLA中團(tuán)聚明顯，而n-HA-PLLA和n-HA-PDLA都能在PLLA基體中獲得良好的分散;在相同添加量下（10wt.％），后兩者與PLLA的復(fù)合材料均表現(xiàn)出高于未改性n-HA與PLLA復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率。
　　(2)比較研究了n-HA-PLLA和n

4、-HA-PDLA對PLLA的增強(qiáng)效果，發(fā)現(xiàn):在接枝PLLA和PDLA具有相似分子量時(shí)，PLLA/n-HA-PDLA復(fù)合材料薄膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率均高于相應(yīng)的PLLA/n-HA-PLLA復(fù)合材料薄膜;
　　(3)通過DSC、DMTA和AFM等測試，證實(shí)PLLA與n-HA-PDLA的界面立構(gòu)作用的存在，發(fā)現(xiàn):當(dāng)在n-HA表面接枝的PDLA和PLLA分子量相似時(shí)，在相同的添加量下，PLLA/n-HA-PDLA比PLLA/n-HA-P

5、LLA具有更高的熔點(diǎn)和熔融焓，相比于n-HA-PLLA，n-HA-PDLA對PLLA球晶生成的影響更明顯;
　　(4)對比研究了n-HA-PDLA的PDLA接枝長度對PLLA/n-HA-PDLA復(fù)合材料力學(xué)性能和熱性能的影響，發(fā)現(xiàn):隨著PDLA接枝長度的增加，n-HA和PLLA間的界面層厚度增加，表現(xiàn)出一定的增韌作用。
　　本論文研究結(jié)果表明，PLLA和PDLA之間的立構(gòu)復(fù)合作用，可以被用來改進(jìn)PLA和無機(jī)填料之間的界面相容