碳納米管-聚(L-丙交酯-ε-己內酯)復合材料的結構與形狀記憶效應.pdf

1、采用原位開環(huán)共聚合的方法在羥基化的多壁碳納米管(pMWCNTs)表面接枝聚乳酸/聚ε-己內酯共聚物(PLACL)，研究了聚合溫度、引發(fā)劑用量及單體配比對接枝率的影響；采用紅外光譜（FT-IR）、拉曼光譜、X-射線光電發(fā)射光譜（XPS）掃描電鏡（SEM）和透射電鏡（TEM）等方法對 PLACL接枝改性后的MWCNTs（ MWCNT-g-PLACLs）進行了表征。采用溶液共混法制備了不同組成的pMWCNTs/PLACL80和MWCNT-g-

2、PLACLs/PLACL80復合材料，利用差示掃描量熱分析（DSC）、X射線衍射分析（XRD）、偏光顯微分析(POM)、動態(tài)熱力學分析（DMA）、拉伸試驗和體外降解試驗，系統(tǒng)研究了復合材料的微觀結構、力學性能、形狀記憶特性以及體外降解性能，闡明 MWCNT-g-PLACLs對復合材料微觀結構和性能的影響規(guī)律及其機制。
　　采用原位開環(huán)共聚合方法在多壁碳納米管表面化學接枝PLACL聚合物鏈段，獲得良好接枝效果的聚合工藝為：聚合溫度1

3、40℃、引發(fā)劑辛酸亞錫用量為0.08wt％、丙交酯與ε-己內酯單體重量比為70:30，接枝率為56wt%，PLACL共聚物包覆層厚度為18nm；表面接枝改性顯著提高了多壁碳納米管在三氯甲烷和PLACL80聚合物基體中的分散性。
　　研究發(fā)現(xiàn)，添加MWCNT-g-PLACLs降低了PLACL80共聚物基體的玻璃化轉變溫度提高了結晶度但對熔點影響不大；MWCNT-g-PLACLs/PLACL80復合材料呈現(xiàn)發(fā)育良好的球晶結構，并且隨著

4、 MWCNT-g-PLACLs含量的增加，球晶的尺寸先減小而后增大。
　　添加pMWCNTs使PLACL80共聚物基體的強度提高，但是卻使塑性下降，而MWCNT-g-PLACLs的加入使PLACL80共聚物基體的彈性模量、抗拉強度以及延伸率均得到了較大程度的提高，且強度提高的程度遠高于pMWCNTs；隨著MWCNT-g-PLACLs含量的增加，MWCNT-g-PLACLs/PLACL80復合材料的彈性模量、抗拉強度以及延伸率先增大

5、而后減小，當MWCNT-g-PLACLs含量為2wt%時，彈性模量、抗拉強度以及延伸率達最大值，分別比純PLACL80共聚物高出49%、90%和97%。
　　MWCNT-g-PLACLs/PLACL80復合材料具有高的形狀保持率，其形狀恢復率略低于純PLACL80共聚物，隨著MWCNT-g-PLACLs含量的增加，復合材料的形狀保持率和形狀恢復率都呈現(xiàn)先增加而后減小的趨勢；添加 pMWCNTs對PLACL80共聚物基體的形狀保持率

6、影響不大，但卻使形狀恢復率明顯下降；MWCNT-g-PLACLs/PLACL80和pMWCNTs/PLACL80復合材料的恢復力較純PLACL80共聚物有較大程度的提高，(2 wt%)MWCNT-g-PLACLs/PLACL80復合材料具有最大恢復力達6.3MPa；形變對復合材料的形狀記憶特性有明顯影響，隨著變形量的增加，形狀恢復率減小，而恢復力增大。
　　MWCNT-g-PLACLs/PLACL80復合材料中，PLACL80結晶

7、相作為固定相，PLACL80無定型相作為可逆相，MWCNTs本身作為物理交聯(lián)點，起著固定相的作用，MWCNT-g-PLACLs表面包覆的PLACL共聚物作為可逆相；MWCNT-g-PLACLs的加入使固定相的含量增加，有利于形狀固定和儲存更多的內應力，此外，添加MWCNT-g-PLACLs提高PLACL80共聚物的強度，有利于形狀保持和獲得更大內應力，因此，改善了PLACL80共聚物基體的形狀記憶特性。
　　MWCNTs-g-PL