工艺参数对PLAPCL共混微发泡材料力学性能的影响.docx

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1、工艺参数对PLA/PCL共混微发泡材料力学性能的影响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

2、的关系,以泡孔形态结构为桥梁,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强度与弹性模量呈现先减小后增

3、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

4、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。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。