動態(tài)載荷作用下鎂合金-PLA復(fù)合材料的降解行為.pdf

1、聚乳酸的脆性較大，降解產(chǎn)物顯酸性，易引發(fā)炎癥;而醫(yī)用鎂合金的抗腐蝕性能差，降解過程中產(chǎn)生氫氣，這些問題極大限制它們在臨床醫(yī)學(xué)的應(yīng)用。本文采用熱壓工藝制備出鎂合金絲增強聚乳酸復(fù)合材料，使兩組元彌補各自缺點，綜合性能提高，并對其進行拉伸強度、彎曲強度等力學(xué)性能測試。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究了模擬動態(tài)生理應(yīng)力環(huán)境下壓應(yīng)力、應(yīng)力頻率和溶液溫度對純聚乳酸、復(fù)合材料降解行為的影響，最后對復(fù)合材料的降解動力學(xué)進行初步探討，研究發(fā)現(xiàn):
　　微弧氧化處

2、理的鎂合金絲加入聚乳酸基體中顯著改善聚乳酸的力學(xué)性能，充分發(fā)揮鎂合金絲的增強效果。鎂合金絲體積分數(shù)為10％的復(fù)合材料的拉伸強度和彎曲強度分別為78MPa和137MPa，分別是純聚乳酸的1.4倍和1.23倍。
　　在37℃Kirkland生理溶液中，復(fù)合材料在頻率為1Hz、不同大小的動態(tài)壓應(yīng)力作用下降解21天，其失重率變化顯著，這與鎂合金絲的腐蝕有關(guān)。純聚乳酸和復(fù)合材料中聚乳酸分子量均隨著動態(tài)應(yīng)力的增大而不斷降低，但鎂合金絲的協(xié)同降

3、解延緩了聚乳酸分子量的下降速度。在37℃溶液中，純聚乳酸和復(fù)合材料在應(yīng)力大小為0.9MPa、不同頻率的動態(tài)壓應(yīng)力作用下降解21天后，其彎曲強度和聚乳酸的分子量均隨著頻率的增大而降低。當動態(tài)頻率由0.5Hz增至2.5Hz，浸泡21天后，純聚乳酸的粘均分子量和彎曲強度分別下降25％和31％;而復(fù)合材料中聚乳酸的粘均分子量和彎曲強度分別下降23％和21％。此外，動態(tài)頻率和應(yīng)力的協(xié)同作用比單一因素對純聚乳酸和復(fù)合材料的降解行為影響更顯著。在頻率

4、為1Hz、應(yīng)力大小為0.1MPa模擬動態(tài)生理應(yīng)力環(huán)境下，溶液溫度的升高顯著加快聚乳酸的降解。溶液溫度由37℃升至50℃，降解15天，復(fù)合材料中聚乳酸的粘均分子量下降51％，其彎曲強度下降19.8％。
　　復(fù)合材料降解過程中，聚乳酸和鎂合金兩組元之間相互影響。鎂合金絲初期受到氧化陶瓷層的保護而腐蝕速率緩慢，其阻抗值波動下降后趨于穩(wěn)定。最終，結(jié)合復(fù)合材料中基體聚乳酸分子量與降解時間和溶液溫度的關(guān)系，建立了復(fù)合材料的降解動力學(xué)，并發(fā)現(xiàn)在