蚕丝织物增强聚己内酯复合材料的制备及性能研究

来源 :武汉纺织大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lian2008bang
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
聚己内酯被广泛地认为一种生物可降解高分子,拥有优秀的生物相容性,并且具有良好的加工性能和在常温下良好的塑性。美国食品药品管理局(FDA)也认可了聚己内酯的生物可降解性。PCL不会在人体内的重要器官长期聚集,因为它在人体内代谢的最终产物是水和二氧化碳。所以它在生物医用领域有很大的应用潜力,比如在组织工程材料和骨折内固定材料领域。然而,聚己内酯亲水性不足且力学性能不理想等这些缺点导致了其在生物医用材料领域的应用受到限制。而天然蛋白质纤维——蚕丝纤维,有着较好的生物相容性和力学性能,与聚己内酯一样也可以在生物体内降解,所以蚕丝也已经广泛应用于生物医用领域。因此,本课题针对聚己内酯上述的几个缺点,选择使用蚕丝织物与PCL通过溶液共混和干法成膜的方法进行复合,制备成新型的可降解的蚕丝织物增强聚己内酯生物复合材料,期待蚕丝织物和聚己内酯的生物性可以帮助复合材料具有良好的生物可降解性和生物相容性的,同时织物的机构又能使复合材料拥有合适的力学性能,并能够进一步应用于生物材料领域。
  本研究选取了三种不同类型的蚕丝织物:蚕丝机织物、蚕丝针织物和蚕丝非织造布,通脱胶处理去除蚕丝织物的丝胶,再分别与聚(ε-己内酯)通过溶液共混法混合,然后干法成膜,将DMF蒸发出混合溶液,得到蚕丝织物增强聚己内酯复合材料。研究蚕丝织物以及种类对聚(ε-己内酯)复合材料微观结构的影响,分析了不同蚕丝织物组织结构和不同的织物层数影响聚(ε-己内酯)力学性能的机理。拉伸测试结果表明,纯PCL断裂时的拉伸强度为58.42MPa,伸长率则达到600%以上。由于蚕丝织物本身的拉伸性能较差导致蚕丝织物加入后,所有复合材料的拉伸强度和断裂伸长下降。三种机织复合材料的拉伸强力分别下降到62.19N、78.50N和125.90N。针织复合材料断裂时伸长均减少了90%以上。纯PCL在拉伸试验中,有变细屈服的过程。而其他复合材料的屈服过程减弱并且所有的复合材料都具有比纯PCL高的杨氏模量。其中非织造复合材料的杨氏模量均增加了120%以上。扫描电子显微镜(SEM)照片表明,织物在复合材料制备过程中保持原有的几何特征。PCL基体中的蚕丝织物在PCL溶液中有良好的浸润性和渗透性。从丝素纤维的表面可以观察到,蚕丝织物与PCL基体有一个很好的联动。这可能是由于蚕丝纤维和PCL矩阵之间形成分子间氢键。此外,通过扫描电镜(SEM)分析复合材料可发现,不同蚕丝织物结构对于复合材料的结晶度和力学性能可能会有影响。从广角X射线衍射分析(WXRD),机织复合材料和针织复合材料结晶度的有所提高,非织造复合材料的结晶度则略有下降,这表明平纹针织物和纬平编织物的织物结构具有增加PCL基体结晶性的能力。差扫描量热法(DSC)结果表明,机织复合材料和针织复合材料的结晶度高于纯PCL,与WXRD分析的结果一致。通过热重分析(TG),与纯PCL相比,复合材料发生最大热降解的温度降低。另外,所有蚕丝织物复合材料在600℃残留物均有所增加。
其他文献
在全球能源危机的大背景下,全球多国倡导低碳能源。我国能源结构也正在向着低碳能源转变,其中天然气的占比日益增加,天然气不仅用途广泛而且价格便宜,天然气经过开采和加工后不但供给到城镇中作为燃气能源,还用于化工生产、工业发电和汽车燃料等工业生产活动中。虽然天然气优点很多,但其仍然存在一定的不足。天然气的主要成分为甲烷,存在火焰传播速度较慢、可燃极限范围小等不足。此外,天然气又是易燃易爆气体,在其开采、运
在煤矿许用乳化炸药中,通常在水相中加入氯化钾、氯化钠或氯化铵等消焰剂,确保在煤矿可燃气-尘环境下使用乳化炸药的安全性。但是这些物质的引入会降低乳化炸药的稳定性和爆炸性能。而氯化石蜡是一种阻燃剂,能与燃料油互熔。通过在油相中添加氯化石蜡,以期提高乳化炸药的爆炸性能,并保证该炸药在煤矿井下使用的安全性。  本文分别在炸药组份中添加0、1%、2%、3%的氯化石蜡-52,并与复合蜡、司盘-80混合熔化至9
学位
当今世界,人们对于纸张的大量需求加速了对森林资源的消耗,而很多纸张在使用过一次后就被废弃,这样会产生大量的固体废弃物,造成资源浪费,影响人类的可持续发展。因此,近年来人们在围绕着可重复使用纸张方面开展了许多研究用以解决或者缓解自然资源的浪费现象。可重复使用材料的核心是“智能刺激响应材料”,这类材料能够积极响应外部的刺激,发生可逆的颜色/荧光切换。其中基于水刺激的可重复书写材料具有绿色环保、能够与现
异丁烯作为一种重要的化工产品,生产中有着广泛的应用,是多种精细化学品合成的原料,可用于生产更高经济价值的丁基橡胶、甲基丙烯酸、聚异丁烯等多种化工品。高纯异丁烯指异丁烯质量含量高于99.5%的异丁烯。制备高纯异丁烯的原料主要为炼厂副产碳四,其生产技术有异丁烯醚化-MTBE(甲基叔丁基醚)醚解工艺、异丁烯水合-叔丁醇水解工艺、吸附分离工艺等技术。MTBE醚解工艺存在流程复杂、裂解反应温度高、副产物多,
学位
煤层气中的甲烷(CH4)是洁净高效的能源和化工原料。抽采的煤层气中甲烷含量很低而使其应用受到很大限制。不过,抽采煤层气中的甲烷浓度经提高后,就可以将其作为洁净能源和化工原料。抽采煤层气的利用还对减排温室气体、改善环境质量有着重要意义。  抽采煤层气的主要成分是甲烷(CH4)、氮气(N2)、氧气(O2)。由于氮气和甲烷的性质相似而成为最难分离的成份,因此CH4/N2的分离是煤层气浓缩的关键之一。采用
学位
该文研究了新型耐温、耐盐聚合物的增粘性、流变性与抗剪切性.实验表明所合成的耐温、耐盐聚合物在大庆模拟污水和高温高矿化度的胜利模拟盐水中具有良好的耐温耐盐性、剪切稀释性怀可恢复性,且克服疏水缔合聚合物在临界缔合浓度前后增粘性差异较大的缺点,可以满足大庆和胜利油田三次采油聚合物驱对聚合物的要求,综合性能优于油田目前使用的聚合物.
学位
随着石油资源的日益枯竭及土地资源与环境污染问题的日益严峻,天然可降解的生物质材料引起了全世界的广泛关注。海藻酸是一种由β-1,4-D甘露糖醛酸和α-1,4-D古洛糖醛酸组成的天然多糖,其来源广泛、价格低廉、无毒,具有良好的生物相容性及成膜性。明胶是由胶原蛋白水解而得的多肽混合物,无抗原性、易于吸收,是一种良好的生物医用材料。  海藻酸钠以及明胶具有优良的生物相容性和低抗原性,但其较差的机械性能以及
本文采用载银纳米TiO2作为防霉抗菌剂,加入PU合成革的浆液中来改变合成革的防霉抗菌性能,达到提高PU合成革的使用寿命和使用卫生性的目的。载银纳米TiO2不仅能在有光的情况下发挥TiO2和银的共同防霉抗菌的作用,还能在无光或光线不合适的情况下发挥银的抗菌效果,产生连续持久的防霉抗菌作用。  首先,确定基础合成革的厚度、吸湿透气性能最佳时的合成条件。同一实验模具厚度下的PU革成品厚度总的变化趋势是随
学位
涂料染色技术一般应用于中、浅色织物染色,由于涂料染深色时,较差的色牢度,难以实现涂料染深色工艺。本课题在对涂料染色耐磨性能初步研究的基础上,采用无水乙醇和涂料色浆的混合染液对棉织物进行深色工艺染色,不仅涂料染色织物色牢度不受影响,而且K/S值得到提高,创新性地应用硅烷偶联剂和水的混合液处理烘干后深色织物,在K/S值不降低的同时,提高了涂料染深色织物的耐磨性能。  本课题研究了改性剂浓度、涂料浓度、
学位
本文通过研究牛角瓜纤维的基本理化性能、牛角瓜纤维的靛蓝染料染色工艺、含牛角瓜纤维的混纺纱线性质以及含牛角瓜纤维的牛仔面料洗水后的各项性能指标,为牛角瓜生物质纤维以后广泛能应用于纺织服装铺路。研究以上内容后的结论如下:  牛角瓜纤维属于生物质原生纤维,目前,国内外对牛角瓜生物质纤维用于纺织服装尤其是应用于牛仔面料方面的研究还较少,对牛角瓜纤维基本理化性能、染色工艺、成纱性质、成衣洗水后各项指标的研究