TiO2/PCL/PLA纳米复合材料的制备及其研究

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近年来,众多可生物降解材料产品的生产、销量在逐步增加。特别是像聚乳酸、聚己内酯等材料的产品,因为它们具有独特的生物降解性以及可再生的能源材料。聚己内酯(PCL)与(PLA)共聚得PCLA共聚物,这种共聚物对机体无毒性,组织反应小,具有良好的生物降解性和生物相容性,通过改变组成可以调节共聚物的降解速度,是一类很好的组织工程细胞支架材料。纳米粒子具有许多特性,聚合物中加入纳米粒子可以制备得到性能更加优异的复合材料,其中纳米粒子和聚合物基体间的界面对决定纳米复合材料的性能起着重要作用。本文制备了TiO2/PCL,TiO2/PLA,TiO2/PACL/PLA纳米复合材料。通过红外(FT-IR),X-射线衍射(XRD),热重(TG),透射电镜(TEM)等一系列手段对制备的复合材料进行表征。并通过拉伸试验对制备的复合材料进行测定。本论文主要有以下三个部分构成:1.第二章节中采用ε-己内酯和二氧化钛为(TiO2)原料,在N2的保护下,以不同质量百分含量TiO2作为无机添加项制备二氧化钛/聚己内酯(TiO2/PCL)复合材料材料。从实验结果可知,最佳添加量的弹性模量为234.431MPa,断裂伸长率为510%,抗拉强度为27.441MPa。2.第三章节以钛酸四丁酯(TBT)和乳酸为原料,辛酸亚锡作为催化剂,在氮气环境下一步复合得到二氧化钛/聚乳酸(TiO2/PLA)纳米复合材料。从测样结果得知:(1)该复合材料中,聚乳酸为沿特定方向生长的纳米晶结构材料,纳米尺寸的TiO2均匀分散于PLA的基体中。(2)通过PDF卡片对比,在复合材料中,TiO2为金红石结构,聚乳酸旋光性不同结晶性不同,右旋聚乳酸为结晶性聚合物,左旋聚乳酸为半结晶性聚合物,而内消旋聚乳酸为非结晶性聚合物。由次所以推测本实验合成的为左旋性聚乳酸,它属于强度高、可塑性加工成型的高分子材料。3.第四章节以乳酸为原料氧化锌为催化剂,采用常压、减压相结合的方法成功制备得到了丙交酯,并用丙交酯、ε-己内酯为原料,二氧化钛为无机添加相,辛酸亚锡作催化剂,在130℃真空条件下,制备二氧化钛/聚乳酸/聚己内酯(TiO2/PLA/PCL)复合材料。并对样品进行拉伸试验测试:当TiO2无机组分添加量为3%时为最佳量。弹性模量为269.25MPa,断裂伸长率为652%,抗拉强度为36.87MPa
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