【摘要】：聚乳酸(PLA)由于良好的生物相容性和生物可降解性以及較好的機械強度、相對較高的彈性模量、熱成型性等特性受到廣泛的研究,已成功應(yīng)用于骨科、藥物載體、手術(shù)縫合線、包裝材料等領(lǐng)域。但由于聚乳酸結(jié)晶性差、韌性差以及耐熱性差等缺點,大大制約了聚乳酸的大規(guī)模生產(chǎn)與應(yīng)用。為了拓寬聚乳酸的應(yīng)用,探究聚乳酸的晶型、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變、形態(tài)與性能的關(guān)系,進而進行針對性的改進,對PLA的性能優(yōu)異化具有重要的意義。本文主要從以下三個方面展開研究:探究了非對稱PLLA/PDLA共混體系立構(gòu)復(fù)合微晶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成及其對基體結(jié)晶的影響;通過靜電紡絲法制備了非對稱的PLLA/PDLA共混物,通過退火處理研究了電紡纖維的取向記憶效應(yīng);研究了不同分子量的PLLA/PDLA共混物中立構(gòu)復(fù)合中間相的形成與分子量、退火溫度的關(guān)系。得到如下結(jié)論:(1)通過溶液沉淀法制備的非對稱PLLA/PDLA共混物中,利用二氯甲烷的選擇性溶解實驗,首次通過掃描電子顯微鏡清晰地觀察到蜂窩狀的立構(gòu)復(fù)合微晶網(wǎng)絡(luò)。非對稱PLLA/PDLA共混物中,立構(gòu)復(fù)合晶體可以分別與低分子量和高分子量PDLA橋接而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)。對于共混物中不同的分子量PDLA,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是完全不同的。高分子量的PDLA誘導(dǎo)了可以在選擇性溶劑中存活的蜂窩網(wǎng)絡(luò),高分子量PDLA可以跨越和連接立構(gòu)復(fù)合微晶,以產(chǎn)生在選擇性溶解期間存活的蜂窩網(wǎng)絡(luò)。而由低分子量的PDLA產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)被瓦解。另一方面,立構(gòu)復(fù)合網(wǎng)絡(luò)有明顯的增強的成核效應(yīng),蜂窩網(wǎng)絡(luò)非常顯著地加速了PLLA基體的結(jié)晶。在僅有5 wt%PDLA含量下,PLLA/PDLA共混物中PLLA基體的結(jié)晶溫度大幅度提高了約40°C。(2)通過利用靜電紡絲法制備了非對稱聚乳酸對映體共混物纖維薄膜,以溶液沉淀法制備了相同比例的PLLA/PDLA共混樣品作為對比樣,對其進行190°C退火處理后,電紡纖維薄膜由于強電場牽引下產(chǎn)生的分子鏈取向具有記憶效應(yīng),且與形成的立構(gòu)復(fù)合晶體具有協(xié)同作用,能夠明顯提高基體PLLA的同質(zhì)熱結(jié)晶溫度,同時顯著加速了晶體的生長。當右旋聚乳酸的含量達到1 wt%時,電紡纖維膜中分子鏈的取向記憶效應(yīng)會達到飽和狀態(tài)。(3)研究了三種不同分子量的PLLA/PDLA共混物中立構(gòu)復(fù)合中間相的形成。PLLA/PDLA共混物中的立構(gòu)復(fù)合物中間相的形成表現(xiàn)出對分子量的顯著依賴性。與立構(gòu)復(fù)合晶體相似,剛剛高于Tg產(chǎn)生的立構(gòu)復(fù)合中間相與PLLA和PDLA鏈之間的分子間相互作用有關(guān),分子量的降低確實有利于立構(gòu)復(fù)合中間相形成,同時會抑制同質(zhì)結(jié)晶。在62°C下,由于PLLA和PDLA鏈之間的顯著的分子滲透,在低分子量的共混物中產(chǎn)生了獨特的立構(gòu)復(fù)合中間相。另一方面,PLLA/PDLA共混物中的立構(gòu)復(fù)合中間相的形成受熱力學(xué)控制,由于熱穩(wěn)定性低,立構(gòu)復(fù)合中間相由于驅(qū)動力的要求只能在低溫下形成,立體復(fù)相中間相發(fā)生熔融后會引起后續(xù)冷結(jié)晶的滯后現(xiàn)象,尤其在低分子量的PLLA/PDLA共混物中,延緩冷結(jié)晶作用更加顯著。
【學(xué)位授予單位】：東華理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ323.41

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