微波輻射PEG增塑PLA-OMMT納米復(fù)合材料的原位合成研究.pdf

1、近年來，生物可降解聚脂類材料的應(yīng)用已經(jīng)由醫(yī)學(xué)領(lǐng)域擴展到日常生活領(lǐng)域。聚乳酸(PLA)作為一種來源于農(nóng)作物的生物可降解環(huán)保材料，以其優(yōu)異的生物相容性、生物降解性以及加工性，被認(rèn)為是最具有前途的生物可降解高分子材料之一。本研究針對目前聚乳酸應(yīng)用過程中存在的主要問題，制備出聚乳酸基納米復(fù)合材料并對其結(jié)構(gòu)、性能以及生物降解性等進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　以D,L-乳酸為原料，在自制的微波化學(xué)反應(yīng)裝置中，采用微波輻射法制備出高產(chǎn)率丙交酯，將制備的

2、丙交酯在化學(xué)反應(yīng)裝置與有機蒙脫土(OMMT)進(jìn)行丙交酯原位開環(huán)聚合制備PLA/OMMT納米復(fù)合材料，同時加入增塑劑聚乙二醇（PEG）進(jìn)行增塑改性獲得PLA/OMMT/PEG納米復(fù)合材料。本文系統(tǒng)考察了各工序操作條件對制備工藝的影響，優(yōu)化了工藝參數(shù)，包括OMMT的種類，不同OMMT的加入量，催化劑用量，微波幅照功率和時間，增塑劑的加入量等對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。
　　對PLA、PLA/OMMT和PLA/OMMT/PEG納米復(fù)合材料

3、的力學(xué)性能測試實驗結(jié)果表明，OMMT(1wt.-％)的加入使PLA/OMMT和PLA/OMMT/PEG拉伸強度和斷裂伸長率均得到明顯的改善，擴大了PLA應(yīng)用范圍。對納米復(fù)合材料熱失重測試結(jié)果表明,OMMT(1wt.-%)的加入使PLA/OMMT和PLA/OMMT/PEG的Tdc（二分之一熱失重溫度）相對于PLA分別提高了8℃和6.4℃，提高了其熱穩(wěn)定性。XRD、TEM和SEM分析結(jié)果表明：OMMT主要以剝離狀態(tài)分散在PLA基體中，形成以

4、剝離型為主、同時存在插層結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合材料，且OMMT和PEG的加入，使材料拉伸斷面由脆性斷裂向韌性斷裂轉(zhuǎn)變。
　　對PLA、PLA/OMMT和PLA/OMMT/PEG三種聚乳酸材料進(jìn)行了土壤填埋和酶降解實驗研究。在土壤中微生物和水的作用下，考察了聚乳酸基納米復(fù)合材料隨時間的失重率和粘均分子量的變化規(guī)律，采用SEM觀察了其在降解前后的形貌，同時探討了聚乳酸基納米復(fù)合材料的生物降解機理。在酶降解實驗中，采用溶菌酶作為聚乳酸基納米復(fù)合