工藝參數(shù)對PLAPCL共混微發(fā)泡材料力學性能的影響.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,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械強度才能夠為細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)泡材料的力學性能及形成機理對組織工程支架的加工和應用具有重要意義。本文采用單因素實驗方法,研究發(fā)泡工藝參數(shù)對PLA/PCL共混體系微發(fā)泡材料力學性能的影響,并分析泡孔形態(tài)結構和力學性能

2、的關系,以泡孔形態(tài)結構為橋梁,建立發(fā)泡工藝參數(shù)與力學性能之間的關系。本文的主要工作及結論如下:(1)工藝參數(shù)對PLA/PCL共混體系微發(fā)泡材料力學性能的影響。采用單因素實驗方法,研究主要的發(fā)泡工藝參數(shù)飽和壓力、飽和時間和發(fā)泡溫度對微發(fā)泡材料力學性能的影響。結果表明:隨著飽和壓力增大,當PLA含量高時,微發(fā)泡材料拉伸強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PCL含量高時,微發(fā)泡材料拉伸強度呈現(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。隨著飽和時間增加,PLA/PCL共混微發(fā)泡材料拉伸強度與彈性模量呈現(xiàn)先減小后增

3、大趨勢;當PLA含量高時,微發(fā)泡材料斷裂伸長率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢;當PCL含量高時,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PLA含量高時,微發(fā)泡材料拉伸強度呈現(xiàn)減小的趨勢,彈性模量呈現(xiàn)先增大后減小趨勢;當PCL含量高時,微發(fā)泡材料拉伸強度與彈性模量呈現(xiàn)先減小后增大趨勢。(2)泡孔形態(tài)結構對PLA/PCL共混體系微發(fā)泡材料力學性能的影響。采用單因素實驗方法,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)泡材料力學性能

4、之間的關系。通過改變不同工藝參數(shù)如:飽和壓力、發(fā)泡溫度和飽和時間,獲得PLA/PCL共混微發(fā)泡材料相應的泡孔平均尺寸、泡孔密度、相對密度以及力學性能的變化規(guī)律,由此構建泡孔形態(tài)結構與力學性能之間的關系。由研究結果可知:PLA含量高的微發(fā)泡材料的拉伸強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)泡材料力學性能的關鍵因素。