聚羟基丁酸羟基己酸共混改性及其纤维的制备与性能研究

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聚羟基丁酸羟基己酸酯(PHBHHx)因其优异的材料性能及生物相容性而成为生物聚酯家族中最具应用前景的新型生物可降解材料,其材料性能与3-羟基己酸单体(3HHx)在聚酯中的含量相关。   本文首先以降解性能优异的聚乙二醇(PEG)为第二组分,利用溶液共混浇铸成膜法制备了聚羟基丁酸羟基己酸酯(PHBHHx)/聚乙二醇(PEG)二元共混膜。利用DSC、POM等手段对共混膜的结构进行了分析,测试了共混体系的亲水性能和力学性能。结果表明:PHBHHx/PEG共混体系在所测试的比例范围内是相容体系,共混组分之间存在一定的相互作用,但随PEG分子量的不同而各异,在第一次升温过程中,DSC测试表明个别共混比例出现PHBHHx的熔融再结晶现象;在熔融淬火后的第二次升温过程中,个别共混比例的PHBHHx在PEG的诱导下发生一定程度的结晶,PEG起了成核剂的作用,而且PEG6000的诱导成核能力要比PEG20000强。PEG的加入能够改善PHBHHx的力学性能,加入少量的PEG会使PHBHHx的拉伸强度和断裂伸长率有一定程度的增大。随PEG含量的增加,共混膜表面的水接触角呈现先增大后减小,随后又增大的趋势,当PEG的含量为30%~40%时,共混物的水接触角值与PHBHHx相比有所降低,PHBHHx亲水性能有所改善。PEG的加入对PHBHHx的球晶规整性有影响,少量PEG的加入降低了PHBHHx的结晶度,球晶尺寸减小,加快了结晶速度。   本文还通过熔融纺丝的方法制备了PHBHHx生物可降解纤维,并对其降解性能进行了研究,利用电子单纤维强力仪、电子天平等仪器对纤维进行力学性能、质量缺损等方面的测试,运用扫描电子显微镜来观察纤维降解前后的外观形貌,并以X-射线衍射仪来分析降解过程纤维结晶度的变化,进而阐释纤维结构与性能之间的关系。结果表明:随着降解周期的延长,纤维的质量缺损率逐渐增大,纤维表面凹坑增多,直径不均匀,断裂强力和断裂伸长率都呈下降趋势,且当降解周期超过40后,质量缺损出现突跃式增大,降解效果尤为明显。
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