工藝參數(shù)對PLAPCL共混微發(fā)泡材料力學(xué)性能的影響.docx

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1、工藝參數(shù)對PLA/PCL共混微發(fā)泡材料力學(xué)性能的影響生物高分子微發(fā)泡材料由于其孔隙率高、泡孔尺寸可控、泡孔尺寸分布均勻及可降解等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于組織工程支架的加工;超臨界流體間歇微發(fā)泡技術(shù)采用物理發(fā)泡法,由于沒有毒害溶劑引入、無污染而被廣泛應(yīng)用到生物高分子的發(fā)泡成型中。組織工程支架需要一定的機(jī)械強(qiáng)度才能夠?yàn)榧?xì)胞和再生組織提供載體維持人體正常的生命活動,因此研究生物高分子微發(fā)泡材料的力學(xué)性能及形成機(jī)理對組織工程支架的加工和應(yīng)用具有重要意義。本文采用單因素實(shí)驗(yàn)方法,研究發(fā)泡工藝參數(shù)對PLA/PCL共混體系微發(fā)泡材料力學(xué)性能的影響,并分析泡孔形態(tài)結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能

2、的關(guān)系,以泡孔形態(tài)結(jié)構(gòu)為橋梁,建立發(fā)泡工藝參數(shù)與力學(xué)性能之間的關(guān)系。本文的主要工作及結(jié)論如下:(1)工藝參數(shù)對PLA/PCL共混體系微發(fā)泡材料力學(xué)性能的影響。采用單因素實(shí)驗(yàn)方法,研究主要的發(fā)泡工藝參數(shù)飽和壓力、飽和時(shí)間和發(fā)泡溫度對微發(fā)泡材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:隨著飽和壓力增大,當(dāng)PLA含量高時(shí),微發(fā)泡材料拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長率呈現(xiàn)增大的趨勢,彈性模量呈現(xiàn)減小的趨勢;當(dāng)PCL含量高時(shí),微發(fā)泡材料拉伸強(qiáng)度呈現(xiàn)減小的趨勢,其斷裂伸長率呈現(xiàn)增大趨勢,彈性模量呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。隨著飽和時(shí)間增加,PLA/PCL共混微發(fā)泡材料拉伸強(qiáng)度與彈性模量呈現(xiàn)先減小后增

3、大趨勢;當(dāng)PLA含量高時(shí),微發(fā)泡材料斷裂伸長率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢;當(dāng)PCL含量高時(shí),微發(fā)泡材料斷裂伸長率呈現(xiàn)減小的趨勢。隨著發(fā)泡溫度升高,PLA/PCL共混微發(fā)泡材料的斷裂伸長率呈現(xiàn)減小趨勢;當(dāng)PLA含量高時(shí),微發(fā)泡材料拉伸強(qiáng)度呈現(xiàn)減小的趨勢,彈性模量呈現(xiàn)先增大后減小趨勢;當(dāng)PCL含量高時(shí),微發(fā)泡材料拉伸強(qiáng)度與彈性模量呈現(xiàn)先減小后增大趨勢。(2)泡孔形態(tài)結(jié)構(gòu)對PLA/PCL共混體系微發(fā)泡材料力學(xué)性能的影響。采用單因素實(shí)驗(yàn)方法,研究泡孔形態(tài)(泡孔平均尺寸、泡孔密度)及相對密度對微發(fā)泡材料力學(xué)性能的影響,以泡孔形態(tài)為橋梁,建立發(fā)泡工藝與微發(fā)泡材料力學(xué)性能

4、之間的關(guān)系。通過改變不同工藝參數(shù)如:飽和壓力、發(fā)泡溫度和飽和時(shí)間,獲得PLA/PCL共混微發(fā)泡材料相應(yīng)的泡孔平均尺寸、泡孔密度、相對密度以及力學(xué)性能的變化規(guī)律,由此構(gòu)建泡孔形態(tài)結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能之間的關(guān)系。由研究結(jié)果可知:PLA含量高的微發(fā)泡材料的拉伸強(qiáng)度與彈性模量隨著泡孔平均尺寸的增大呈減小的趨勢,而隨著泡孔密度的增加呈增大的趨勢;PLA含量低的微發(fā)泡材料的拉伸強(qiáng)度與彈性模量隨著泡孔平均尺寸的增大呈增大的趨勢,而隨著泡孔密度的增加呈減小的趨勢。微發(fā)泡材料的拉伸強(qiáng)度與彈性模量隨著相對密度的降低呈快速的減小,相對密度是影響微發(fā)泡材料力學(xué)性能的關(guān)鍵因素。