工艺参数对PLA_PCL共混微发泡材料力学性能的影响

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1、学校代码10459学号或申请号201512192426密级硕士学位论文工艺参数对PLA/PCL共混微发泡材料力学性能的影响作者姓名：张研涛导师姓名：王利霞教授张勤星博士学科门类：工学专业名称：材料加工工程培养院系：材料科学与工程学院完成时间：2018年5月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterTheInfluenceofProcessingParametersonMechanicalPropertiesofPLA/PCLblendMicro

2、cellularMaterialsByYantaoZhangSupervisor:Prof.LixiaWangDr.QinxingZhangMaterialsProcessingEngineeringSchoolofMaterialsScienceandEngineeringMay2018学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文

3、中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。摘要摘要

4、生物高分子微发泡材料由于其孔隙率高、泡孔尺寸可控、泡孔尺寸分布均匀及可降解等优点，被广泛用于组织工程支架的加工；超临界流体间歇微发泡技术采用物理发泡法，由于没有毒害溶剂引入、无污染而被广泛应用到生物高分子的发泡成型中。组织工程支架需要一定的机械强度才能够为细胞和再生组织提供载体维持人体正常的生命活动，因此研究生物高分子微发泡材料的力学性能及形成机理对组织工程支架的加工和应用具有重要意义。本文采用单因素实验方法，研究发泡工艺参数对PLA/PCL共混体系微发泡材料力学性能的影响，并分析泡孔形态结构和力学性能的关系，以泡

5、孔形态结构为桥梁，建立发泡工艺参数与力学性能之间的关系。本文的主要工作及结论如下：（1）工艺参数对PLA/PCL共混体系微发泡材料力学性能的影响。采用单因素实验方法，研究主要的发泡工艺参数饱和压力、饱和时间和发泡温度对微发泡材料力学性能的影响。结果表明：随着饱和压力增大，当PLA含量高时，微发泡材料拉伸强度与断裂伸长率呈现增大的趋势，弹性模量呈现减小的趋势；当PCL含量高时，微发泡材料拉伸强度呈现减小的趋势，其断裂伸长率呈现增大趋势，弹性模量呈现先增大后减小的趋势。随着饱和时间增加，PLA/PCL共混微发泡材料拉伸

6、强度与弹性模量呈现先减小后增大趋势；当PLA含量高时，微发泡材料断裂伸长率呈现先增大后减小的趋势；当PCL含量高时，微发泡材料断裂伸长率呈现减小的趋势。随着发泡温度升高，PLA/PCL共混微发泡材料的断裂伸长率呈现减小趋势；当PLA含量高时，微发泡材料拉伸强度呈现减小的趋势，弹性模量呈现先增大后减小趋势；当PCL含量高时，微发泡材料拉伸强度与弹性模量呈现先减小后增大趋势。（2）泡孔形态结构对PLA/PCL共混体系微发泡材料力学性能的影响。采用单因素实验方法，研究泡孔形态（泡孔平均尺寸、泡孔密度）及相对密度对微发泡材

7、料力学性能的影响，以泡孔形态为桥梁，建立发泡工艺与微发泡材料力学性能之间的关系。通过改变不同工艺参数如:饱和压力、发泡温度和饱和时间，获得PLA/PCL共混微发泡材料相应的泡孔平均尺寸、泡孔密度、相对密度以及力学性能的变化规律，由此构建泡孔形态结构与力学性能之间的关系。由I摘要研究结果可知：PLA含量高的微发泡材料的拉伸强度与弹性模量随着泡孔平均尺寸的增大呈减小的趋势，而随着泡孔密度的增加呈增大的趋势；PLA含量低的微发泡材料的拉伸强度与弹性模量随着泡孔平均尺寸的增大呈增大的趋势，而随着泡孔密度的增加呈减小的趋势。

8、微发泡材料的拉伸强度与弹性模量随着相对密度的降低呈快速的减小，相对密度是影响微发泡材料力学性能的关键因素。关键词：间歇微发泡；PLA/PCL共混；力学性能；工艺参数；泡孔形态IIAbstractAbstractBiopolymermicrocellularmaterialshavebeenwidelyusedintheprocessingoftissueen