HAP-HDPE生物復合材料的擠出成形與性能研究.pdf

1、本文采用熔體擠出方法制備了自增強高密度聚乙烯(HDPE)和羥基磷灰石(HAP)／HDPE復合材料。通過SEM觀察、DSC分析、WAXD分析與力學性能測試，研究自增強HDPE的微觀結構特征及擠出工藝對其微觀組織和力學性能的影響；研究HAP含量、偶聯劑含量對HAP／HDPE復合材料的微觀組織和力學性能的影響。采用體外毒性細胞實驗和體內植入實驗對HAP／HDPE復合材料的生物相容性進行初步評價。 結果表明：自增強HDPE試樣徑向呈現

2、皮芯結構。由表皮，中間層和芯部三部分組成。表皮的結晶度最高，芯部與普通注塑試樣組織最相像，中間層由大量的纖維狀晶體組成。擠出溫度、口模溫度是影響自增強HDPE試樣微觀組織和力學性能的主要因素，其中擠出溫度占主導地位，隨著擠出溫度的降低試樣的結晶度和力學性能先升后降；口模溫度主要影響試樣表層HDPE的結晶，并對已纖維化的晶體解取向起決定作用，隨著口模溫度的降低，試樣的力學性能有小幅的提升。擠出溫度為130℃、口模溫度為0℃、擠壓比為12時

3、制備的自增強HDPE試樣力學性能最佳，拉伸強度為220.6 MPa、抗彎強度為152.9 MPa、彈性模量為14.7 GPa。 結果表明：添加偶聯劑能降低HAP顆粒的表面能，有效地抑制其團聚，并能提高HAP顆粒與HDPE之間的界面結合能力；隨著HAP含量的提高，HDPE基體的結晶度不斷提高，且結晶體的尺寸更加均一；當偶聯劑含量為2％、HAP含量為20％時復合材料的力學性能最佳，其拉伸強度為234.6 MPa、抗彎強度為167.9