TiO-,2--PLA系納米復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、本文通過(guò)不同的改性方法對(duì)二氧化鈦(TiO2)納米顆粒進(jìn)行表面接枝改性，采用紅外光譜分析(FTIR)、熱重分析(TG)、透射電子顯微分析(TEM)等方法對(duì)改性后的TiO2納米粒子進(jìn)行了表征。采用直接分散法將L—乳酸溶液聚合接枝改性后的TiO2納米粒子(1-TiO2)和ε—己內(nèi)酯開(kāi)環(huán)聚合表面接枝改性后的TiO2納米粒子(r-TiO2)分別分散在聚L—乳酸(PLLA)和聚L—乳酸/聚ε—己內(nèi)酯共聚物((PCLA)中制備復(fù)合材料。采用差示掃描量

2、熱分析(DSC)、X射線衍射分析(XRD)、掃描電子顯微分析(SEM)、拉伸試驗(yàn)和體外降解試驗(yàn)，系統(tǒng)研究了復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、形狀記憶特性以及降解性能，并闡明了微觀結(jié)構(gòu)與性能之間的內(nèi)在聯(lián)系和本質(zhì)。 研究結(jié)果表明，丙交酯開(kāi)環(huán)聚合法、L—乳酸溶液聚合法和ε—己內(nèi)酯開(kāi)環(huán)聚合法分別在TiO2納米顆粒表面接枝了聚L—乳酸(PLLA)和聚ε—己內(nèi)酯(PCL)聚合物，最大接枝率分別為6％、8.5％和19.9％；改性后的TiO2納米顆

3、粒都與聚合物基體之間存在化學(xué)鍵合；SEM和TEM結(jié)果表明改性后的TiO2納米顆粒能夠較均勻地分散在二氯甲烷和聚合物基體中。 1-TiO2納米顆粒的引入能顯著的提高復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度，當(dāng)1-TiO2含量為5wt％時(shí)，1-TiO2/PLLA復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度最高達(dá)到72MPa，比純PLLA的拉伸強(qiáng)度增加了23.1％，但延伸率下降；形狀記憶特性的研究結(jié)果表明，與純聚乳酸相比，1-TiO2/PLLA復(fù)合材料的形狀恢復(fù)率略有升高，而恢復(fù)力得

4、到顯著的提高；當(dāng)1-TiO2納米顆粒含量為5wt％時(shí)，復(fù)合材料呈現(xiàn)出最大的形狀恢復(fù)率和恢復(fù)力；體外降解試驗(yàn)結(jié)果表明，1-TiO2/PLLA復(fù)合材料的降解速率比純PLLA快，且隨著1-TiO2納米顆粒含量的增加，復(fù)合材料的降解速率加快。 拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明r-TiO2/PCLA復(fù)合材料的的力學(xué)性能較純PCLA共聚物的力學(xué)性能有明顯的提高，當(dāng)r-TiO2納米顆粒的含量為5wt％時(shí)，r-TiO2/PCLA復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和延伸率分別提