碳纳米管聚丙三醇癸二酸柠檬酸酯复合材料的制备与表征

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1、摘要碳纳米管／聚(丙三醇．癸二酸．柠檬酸)酯复合材料的制备与表征碳纳米管具有独特的物理性能，是一种具有纳米直径的管状碳纤维，它具有超强的强度和韧性以及优异的导电性能。与聚合物复合可改进聚合物的力学性能、电学性能及电磁屏蔽性能，具有广泛的应用前景。本论文在对热固性的生物弹性体一聚(丙三醇．癸二酸．柠檬酸)酯(PGSC)的制备研究基础上，以PGSC为基体，碳纳米管(MWNTs)为增强体，通过不同的方法制备了MWNTs／PGSC复合材料，研究了MWNTs在基体中的分散状况和复合材料的力学性能，探讨了固化时间、MWNTs的添加量对复合材料的结构与性能的影响，并对复合材料进行了初步的细胞毒性评价。本论

2、文的主要研究内容和结果如下：(1)采用熔融共混、研磨分散的方法制备了碳纳米管含量为1．5wt％的MWNTs／PGSC复合材料。研磨分散法能使MWNTs更好的分散在基体中，减少碳纳米管的在复合材料中的团聚现象。通过熔融共混法制得的复合材料，拉伸强度和弹性模量比纯基体材料分别提高了40．O％和15．4％；而利用研磨分散法将熔融共混后的产物进行研磨所制得的复合材料，拉伸强度和弹性模量比基体材料提高了70．9％、19．6％。(2)利用研磨分散法制备了不同固化时间的复合材料，当MWNTs的添加量为1．5wt％时，随着固化时间的延长，MWNTs／PGSC复合材料的拉伸强度和弹性模量逐渐增加，断裂伸长率逐

3、渐降低。当固化时间为18h时，复合材料的拉伸强度、弹性模量较固化时间为12h时分别提高了51．5％，111．8％。复合材料的凝胶含量随固化时间的延长而增大。(3)利用研磨分散法制备了不同碳纳米管含量(O～3．0wt％)的复合材料，当固化时间为20h时，随着MWNTs添加量的增大，碳纳米管在基体中的分散程度逐渐提高，MWNTs／PGSC复合材料的拉伸强度和弹性模量逐渐增大。当MWNTs的添加量为3．0wt％时，碳纳米管在基体中的分散情况最佳，复合材料的拉伸强度、弹性模量较PGSC基体分别提高了58．5％、34．O％。(4)对不同碳纳米管含量(O～3．0wt％)的复合材料进行体外降解测试，降解4

4、6天后，纯PGSC失重率可达87．1％，而MWNTs含量为3．0wt％的复合材料，失重率仅为41．4％。加入碳纳米管，能明显降低PGSC的体外降解速率，可以通过调节碳纳米管的添加量控制复合材料的降解速率。(5)细胞毒性试验证明，纯PGSC弹性体的细胞相容性较差，细胞毒性试验评级结果均在2级以下，不能达到医用要求，而MWNTs／PGSC复合材料的细胞毒性评级结果为0—1级，当MWNTs含量大于0．5wt％时，复合材料细胞毒性评级均达No级，具有良好的细胞相容性。关键词：聚(丙三醇．癸二酸一柠檬酸)酯，碳纳米管，复合材料，生物降解，细胞相容性ⅡAbstractPreparationandChar

5、acterizationofMWNTs／Poly(glycerol--sebacate—-citrate)esterCompositesABSTRACTCarbonnanotubesiSakindofcarbonfibertubeinnano-diameter，whichhasuniquephysicalproperties，superiorstrengthandtoughnessaswellasexcellentconductiveproperties．Carbonnanotubesareconsideredasidealpolymersmodifiertoimprovemechanica

6、lproperties，electricalpropertiesandelectromagneticshieldingperformance，whichhasbeenwidelyappliedinmanyfields．Inthisthesis，basedonthepreparationandresearchofbiologicalthermosetelastomers—poly(glycerol-sebacicacid—citricacid)ester(PGSC)，theMWNTs／PGSCcompositeswerepreparedbyvariousmethodsusingMWNTsast

7、hereinforcingfillerandPGSCasthematrix．ThedispersionofMWNTsinthematrixandthemechanicalpropertiesofcompositeswerestudiedhere．TheeffectsofmoldingtimeandMWNTs’contentoncompositesstructureandpropertieswereinvest