生物材料聚羟基脂肪酸酯P3/4HB和聚乳酸PLA的改性研究

来源 :汕头大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tscy123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
生物可降解材料的研究是材料科学的一个重要的研究领域,是引领未来材料绿色发展的研究方向,也是生物材料最具有潜力的研究。生物高分子材料聚乳酸(PLA)是一种热塑性的可降解生物材料,其具有拉伸强度高、易加工和原料来源丰富等优点,但是其高弹性模量、抗冲击性能差、结晶慢和生产成本高的缺点等, PLA的缺点导致其难以广泛应用。聚3-羟基丁酸-co-4-羟基丁酸酯(P3/4HB)的种类很多,其中4HB含量为27%的P3/4HB是一种结晶性的硬塑料与有弹性的橡胶态之间的过渡态的P3/4HB。TMC-306是一种粉末状新型成核剂,直径在100微米左右,价格低廉又可以促进PLA成核,有利于晶体的形成。GMA复合颗粒是一种含有8%的甲基丙烯酸缩水甘油酯复合颗粒,直径约6 mm的颗粒,具有良好弹性透明体颗粒,可以提高PLA的韧性。  为了降低PLA和P3/4HB复合材料研究和生产成本,以及加快PLA的结晶、提高其韧性并且保持良好力学性能等。本文根据P3/4HB、TMC-306和GMA复合颗粒的优点,分别选用TMC-306、GMA复合颗粒与完全生物可降解的一种聚3-羟基丁酸-co-4-羟基丁酸酯(P3/4HB)一起改性聚乳酸 PLA。主要研究了TMC-306、GMA复合颗粒分别改性P(3HB-co-27%-4HB)/PLA复合材料的结晶性能、力学性能和材料之间相容性等等。  在PLA/ P(3 HB-co-27%-4HB)/TMC体系中,制备的TMC306复合材料具有一定的瓷白特性,可以制成具有瓷白效应的制品。研究表明:在力学性能方面,当TMC加入2%-5%时,TMC复合材料的力学综合性能有一定改善,拉伸强度无明显下降,而抗冲击强度显著提高,断裂伸长率也得到一定提高。例如TMC306加入复合材料PLA/P3/4HB为4:1时,即在P3/4HB为20%的填充含量时,并且加入 TMC3%时,抗冲击强度太高,以至于测试机无法测出来,拉伸强度达到50.4MPa,断裂伸长率达18.8%,弹性模量有3.0GPa;在热学性能方面,对TMC复合材料进行热重分析仪(TGA)与示差扫描量热法(DSC)的测试。从非等温结晶和等温结晶等方面测试的结果显示TMC复合材料的热学性能有明显改善。例如在等温结晶方面,当结晶温度在95℃时,并且 P(3HB-co-27%-4HB)加入20%时,则可以将PLA的半结晶时间从26.3 min降为12.6 min。在材料之间相容性方面,从扫描电子显微镜(SEM)图可知,没有加TMC的复合材料,淬断面无规整的纹理、粗糙,当TMC加入量在2%-5%时,材料之间的纹理规整清晰光滑、规整性显著提高,说明TMC的加入明显促进了P3/4 HB和PLA的相容性,当TMC加入超过5%时,材料之间的纹理规整清晰降低、规整性无提高,还可以看到TMC不均匀分布在淬断面,说明TMC加入量最适合比例2%-5%之间。  在PLA/P(3HB-co-27%-4HB)/GMA体系中:选用GMA复合颗粒和P3/4HB协同改性PLA,制备并对PLA和P3/4HB/GMA复合材料研究。研究表明:在力学性能方面,当PLA/P3/4HB(95/5)、(90/10)及GMA加入1%-3%时,GMA复合材料的力学性能有一定改善,拉伸强度有下降,而抗冲击强度提高明显,断裂伸长率也得到明显提高。例如GMA加入复合材料PLA/P3/4HB为90:10时,即在P3/4HB为10%的填充含量时,并且加入GMA3%时,抗冲击强度达58.9KJ/m2,拉伸强度达到46.4MPa,断裂伸长率达13.7%,弹性模量有2.9 GPa;在热学性能方面,对GMA复合材料进行热重分析仪(TGA)分析、示差扫描量热法(DSC)分析。从非等温结晶和等温结晶等方面测试的结果显示GMA复合材料的热学性能有一定改善。例如在非等温结晶方面,当第二次升温时,当GM A加入3%时和P(3HB-co-27%-4HB)加入10%时,则可以将PLA的玻璃化转变温度从59.9℃升高到61.2℃,冷结晶温度达93.7℃,熔融焓达到18.4J/g,结晶度为17.1%。在材料之间相容性方面,从扫描电子显微镜(SEM)图可知, GMA加入量1%的复合材料,淬断面有纹理但粗糙,当GMA加入量在2%-3%时,材料之间的纹理规整清晰光滑、规整性显著提高,说明GMA的加入明显促进了P3/4 HB和PLA的相容性,但当GMA加入4%时,材料之间的纹理规整清晰降低、规整性无提高,还可以看到一些颗粒不均匀分布在淬断面,说明 GMA加入量最适合比例1%-3%之间。
其他文献
根据从拟南芥中已经克隆的支持烟草花叶病毒复制的基因TOM1序列设计一对特异性引物,用RT-PCR的方法获得番茄同源基因的部分序列,然后利用5’RACE与3’RACE方法从番茄中克隆出全
我国水资源短缺,节水农业是我国农业可持续发展的方向。传统的淹水植稻方法不仅耗水量巨大,而且在大量施用化肥、农药的情况下会带来很多环境问题。水稻具有水、旱双重适应性,水稻旱作是一项高效节水新模式,其研究与推广应用正日益受到重视。本文从我国水资源现状与未来发展趋势论述了发展水稻节水种植的重要意义,阐明了水稻节水种植的生物学及实践依据,并就近年来有关水稻的旱作适应性、覆盖种植技术等研究进展进行了综述。针
随着计算机图形学的飞速发展,绚丽多彩的3D图形技术被广泛应用于日常生活的各个领域,如3D电影、3D游戏、3D地图等,有效地提高了图像的视觉效果。现今,各种嵌入式设备得到广泛普及
羟基磷灰石(Hydroxyapatite)是人体和脊椎动物骨骼中重要的组成部分,在骨的生长过程中,羟基磷灰石晶体是在多种蛋白以及多肽的参与下完成生物矿化的,这些蛋白和多肽片段是由小分子
本课题组前期从汕头南澳海域的一株紫菜藻体上分离到一株高效琼胶降解菌株Aquimarina agarilytica ZC1,并完成了该菌的全基因组测序,BLAST结果显示该菌具有40个可能的琼胶酶基
该文作者于2001年7~9月间系统地调查了长白山地区的蝗虫,并于2002年的7月到10月间对标本进行了补充采集,并对环境因子数据进行了系统的测量和收集,同时参考张凤岭、杨彦龙先
气体钻井是一种新型钻井工艺,有提高单井产量、机械钻速等技术优点,在国内外越来越普遍的被应用。气体钻井以空气或氮气等气体为介质返回岩屑,在钻井中如果遇到地层出水,会造
新辅助化疗及间歇性肿瘤细胞减灭术(neoadjuvant chemotherapy followed by interval debulking surgery,NACT-IDS)是晚期卵巢癌的主要治疗模式之一,是个体化治疗的体现.本文
干涉仪在科学研究与工业生产中都有着重要的应用,纵观干涉仪的发展历程,其性能指标的提高与现代科学技术的进步以及人们对光的本质的理解都有着密切联系。近年来光速减慢方面的
背景及目的:  背景:二甲双胍(metformin)是一种在世界上广泛应用的,针对二型糖尿病的口服降糖药。流行病学的研究证明,长期服用二甲双胍的糖尿病患者得癌症的几率很小,这可能是由