基于聚丙交酯的多嵌段聚氨酯的形状记忆性能和生物相容性

制备了以聚丙交酯(PLA)为软段, 2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)与乙二醇(EG)反应产物为硬段的多嵌段聚氨酯(PLA-PU), 并对其形状记忆效应和生物相容性进行了研究. 形状压缩50%的样品从起始恢复温度(22~37 ℃)开始, 在10 ℃范围内可以恢复到起始形状, 形变恢复率接近100%, 形变恢复力最大值达到1.5~4 MPa. 细胞培养实验结果初步证明PLA-PU的细胞相容性与PLA相当, 因而有可能用作植入形状记忆医疗器械材料.     

聚乳酸与聚丙撑碳酸酯共混体系的性能

采用熔融共混的方法制备了聚乳酸(PLA)/聚丙撑碳酸酯(PPC)共混物。DSC测试结果表明,纯PLA和PPC的玻璃化转变温度分别为54和37℃,不同组成的PLA/PPC共混物有2个明显的玻璃化转变温度,且与纯PLA和PPC的玻璃化转变温度相对应,说明二者是不相容体系。力学测试结果表明,当PPC质量分数超过20%时,可以看到明显的屈服点。共混物在拉伸过程中也有明显的颈缩、应力发白现象,表明随着PPC含量增加,PLA/PPC共混物由典型的脆性断裂向韧性转变。随着PPC含量的增加,共混物模量降低,断裂伸长率增加,当PPC质量分数为50%时,共混物的断裂伸长率达到最大值62%。共混物的粘度可在很宽的范围内予以调控,以满足不同加工的需要。     

“滑轮环”拓扑结构增韧聚乳酸及其形状记忆性能和机理探究

通过羟丙基化改性聚轮烷(HPPR)引发L-丙交酯(LLA)开环聚合,将具有机械互锁特性的"滑轮环"拓扑结构引入到聚乳酸体系中,制备了高韧度的"滑轮环"聚乳酸基聚氨酯高分子体系(SR-PLAU),并将其与化学交联的聚乳酸基聚氨酯体系(CC-PLAU),以及聚乳酸/HPPR原位化学共混体系(PLA/HPPR)进行对比研究.结果表明"滑轮环"拓扑结构的引入有效地提高了聚乳酸基材料的拉伸性能,杨氏模量大幅度下降,当"滑轮环"拓扑结构含量为1%(摩尔分数)时,材料的断裂伸长率提高了10倍;"滑轮环"拓扑结构的引入赋予材料优异的形状记忆性能,形状固定率和形状回复率都达到了90%以上.提出了可能的形状记忆机理,并利用材料的应力松弛特性对形状记忆机理进行了分析验证.为材料的增韧改性和新性能研究提供新的理论和思路.     

接枝聚乳酸/塑化淀粉共混物的制备与性能研究

为提高聚乳酸(PLA)/淀粉共混物界面作用和降低成本,引入甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝聚乳酸和塑化淀粉(TPS),通过挤出和注射成型制备接枝聚乳酸/塑化淀粉共混物(PLA-g-GMA/TPS)。红外光谱分析证实,GMA成功接枝到PLA分子链上。对共混物的力学性能、热机械性能、微观形貌、热性能及亲水性等进行了系统研究,结果表明,选择GMA用量为6%(接枝率为1.51%)和TPS用量为10%时的拉伸强度、断裂伸长率及弹性模量最佳,分别为42.6MPa、8.9%及260MPa。FE-SEM观察结果表明,低含量TPS中颗粒被基体包覆或嵌入,界面平整,界面结合力强。DMA和DSC结果显示,不同质量配比的PLA-g-6%GMA/TPS共混物的Tg、储存模量、结晶度、结晶温度及熔融温度仅在小范围内发生变化。吸水率和接触角结果表明,低含量TPS的共混物吸水率和接触角变化幅度均小于高含量TPS体系。     

聚乳酸/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物共混物的形态与黏弹行为

熔融共混制备了不同组分比的聚乳酸(PLA)/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)共混物,采用扫描电子显微镜(SEM)、溶剂选择性蚀刻和旋转流变仪研究了共混物不相容的相形态及其黏弹响应.研究结果表明,PLA/EVA共混物为典型的热力学不相容体系,两基体组分间的界面张力约为2.2 mN/m;因此随组分比的不同,共混物表现出"海-岛"分散和双连续的不相容相形态;体系中EVA的相反转浓度约为50 wt%～60 wt%,这与黏性模型对相反点预测的结果一致;与双连续相形态的体系相比,乳液模型能够更好的描述具有"海-岛"分散形态的体系的线性黏弹响应,共混体系相对较宽的相反转区域主要源于两组分间较大的弹性比以及EVA自身的屈服行为.     

可生物降解多嵌段聚(酯-氨酯)的合成及其热致形状记忆性质

以端羟基L-丙交酯/乙交酯共聚物(PLLG-diol)和端羟基ε-己内酯/乙交酯共聚物(PCG-diol)为硬段和软段,通过与二异氰酸酯反应制得了软、硬分子量和组成均可调的多嵌段聚(酯-氨酯),表征了它们的形状记忆行为.多嵌段聚(酯-氨酯)具有良好的形状记忆性质,应变固定率达98%~99.5%,应变恢复率达93%~98.5%;通过转变温度的调节,可使多嵌段聚(酯-氨酯)在37℃体温下不发生形状变化,而在稍高于体温的温度(40~50℃)下恢复原始形状,其形状恢复速率可通过温度和升温速率来调节.     

滑动接枝聚合物对聚乳酸的增韧改性

通过熔融共混的方法,在聚乳酸(PLA)中加入不同质量分数的滑动接枝聚合物(SGC),对其进行增韧改性。使用扫描电子显微镜(SEM)用来表征PLA和SGC共混物的相结构,冲击断裂样条断面SEM考察聚合物的增韧机理,差示扫描量热分析(DSC)和广角X-射线衍射(XRD)用来考察PLA以及PLA/SGC共混物的热性能和结晶性能。结果表明:PLA和SGC粒子呈现典型的"海-岛"结构,SGC粒子尺寸为0.8μm~4.1μm。含20%(wt)SGC的PLA/SGC共混物的断裂伸长率和缺口冲击强度较纯PLA分别提高了6倍和2倍,说明SGC能够有效地对PLA进行增韧改性。体外细胞毒性测试表明,PLA/SGC共混物的细胞毒性等级为1级,为无毒材料,因此可应用在生物医学领域。     

低含量聚乳酸对微孔发泡聚丁二酸丁二醇酯泡孔结构的改善

通过挤出制备了可生物降解聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和3种聚乳酸(PLA)含量(7 wt%、15 wt%和20 wt%)的PBS/PLA共混物样品,采用超临界二氧化碳作为物理发泡剂对样品进行间歇发泡,研究发泡样品的泡孔结构,并分析其形成机理.在120oC发泡温度(Tf)下,借助PLA对PBS熔体黏弹性尤其是熔体强度的改善,获得了分布较均匀、形状较规则、直径较小(平均值约10μm)的微孔;共混物发泡样品的直径分布明显变窄,且符合高斯分布,这归因于细小的PLA相较均匀地分布于PBS基体中.进一步地,研究Tf对PBS和PLA含量为15 wt%的PBS/PLA共混物发泡样品泡孔结构的影响.结果表明,加入15 wt%的PLA使PBS的Tf下限从115oC降低至110oC,并显著改善了较高Tf(120和125oC)下制备的发泡样品内泡孔结构的均匀性.     

微生物合成的β-羟基丁酸酯与β-羟基己酸酯共聚物/聚乳酸共混材料(PHBHHx/PLA)的力学性能与生物降解性研究

通过熔融共混法制备了聚乳酸/微生物产β-羟基丁酸酯与β-羟基己酸共聚物的共混物(PLA/PHBHHx)。采用拉伸力学试验研究了共混物的力学性能。通过土壤悬浊培养降解法和扫描电子显微镜(SEM)分析对共混材料的生物降解性能进行了研究。实验结果表明,随着PHBHHx含量的增加,共混物的拉伸强度和杨氏模量降低,而生物降解速率却显著提高。但是,在175h之前,重量组成比为20/80的共混物降解速率比纯PHBHHx还要快。综合分析表明,共混材料PLA/PHBHHx的重量比为20/80时,具有优良的力学性能和生物降解性。     

聚乳酸/聚己内酯/聚(ε-己内酯-L-丙交酯)共聚物三元共混体系的结构与性能

通过开环共聚合,合成了3种不同单元比例的ε-己内酯(ε-CL)与L-丙交酯(L-LA)的共聚物P(CL-co-LA)。通过熔融共混制备了聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)/P(CL-co-LA)三元共混材料,研究了P(CL-co-LA)对共混材料微观形貌、热性能以及力学性能的影响。 结果表明,共聚物P(CL-co-LA)作为PLA/PCL不相容体系的界面增容剂,减小了PCL分散相的尺寸,改善了PLA/PCL共混体系的相容性,提高了共混材料的韧性。 固定m(PLA):m(PCL):m(P(CL-co-LA))=80:20:10时,以P(CL49/LA51)(其中数字代表摩尔分数(%))作为界面增容剂效果最佳,共混材料的断裂伸长率可达到(210±30)%。