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形状记忆聚合物(SMP)是一种能够自动响应环境变化的智能材料,聚乳酸(PLA)基体形状记忆聚合物是一种力学性能、生物相容性和生物降解性能优良的SMP,得到了科研人员的广泛关注,而其本身的脆性和较高的玻璃化转变温度严重影响了它的形状记忆性能,限制了它在生物医疗领域的应用。本学位论文中,为了改善PLA基体SMP的韧性、降低其玻璃化转变温度以及提高其形状记忆性能,采用熔融共混改性的方式,将不同比例的聚乳酸(PLA)和热塑性聚氨酯(TPU)通过共混得到PLA/TPU共混物,将不同比例的聚乳酸(PLA)、热塑性聚氨酯(TPU)和柠檬酸三丁酯(TBC)通过共混得到PLA/TPU/TBC共混物,改善PLA的形状记忆性能;使用Marc软件对改性前后的PLA基体SMP进行形状记忆有限元数值模拟,对比分析其形状记忆过程中的力学行为变化。在PLA基体SMP增韧改性研究中,当PLA/TPU共混物受力变形时,TPU弹性体微粒能够引发银纹,并且能够及时的阻断银纹继续发展,在共混物内部产生大量的微细银纹,银纹的产生和阻断都会消耗大量的能量,从而提高了PLA的韧性。在添加30%TPU后,PLA的断裂伸长率提高到73.31%,冲击强度提高到20.34KJ/m~2,比纯PLA分别提高了6.29倍和3.94倍。TBC的增韧作用,进一步提高了PLA/TPU共混物的韧性,在PLA/TPU=70:30共混物中添加10%TBC后,共混物的断裂伸长率和冲击强度分别提高到224.78%和38.05 KJ/m~2,比纯PLA分别提高了24.19倍和8.24倍。在PLA基体SMP形状记忆触发温度改性研究中,PLA基体SMP属于热致型形状记忆聚合物,其形状记忆回复温度与材料的玻璃化转变温度有着密切的联系。由于TPU与PLA的相容性较差,两者的界面作用力不大,导致TPU对PLA热性能的影响较小,在添加30%TPU后PLA的玻璃化转变温度只从61.03℃降低到59.15℃,而在PLA/TPU共混物中添加TBC后,由于TBC与PLA的相容性较好,PLA的玻璃化转变温度有了明显的下降,TBC的增韧作用降低了PLA分子链间的相互作用力,使得PLA分子链热运动的壁垒被降低,从而使PLA在较低的温度下能够由玻璃态转变高弹态。在U10中添加15%的TBC后,PLA的玻璃化转变温度温度降低为32.08℃,此温度低于人体温度37℃,即PLA基体SMP可以在人体温度附近进行形状回复,有利于扩展PLA在生物医疗领域的应用。在PLA基体SMP形状记忆性能改性研究中,纯PLA由于其本身的脆性而导致其形状记忆性能较差,虽然PLA的形状固定率高达98.31%,但是其形状回复率却极低,只有55.64%,通过熔融共混改性方式改善PLA的形状记忆性能。X射线衍射分析显示,PLA/TPU共混物的结晶度随TPU的增加而提高,从在添加30%的TPU后,PLA的结晶度由17.04%提高到25.01%;在PLA/TPU中添加TBC后,PLA的结晶度逐渐降低。结晶度的改变使得PLA基体SMP中的结晶态和无定型态的比例改变,这将会对SMP的形状记忆性能产生较大的影响。形状记忆实验结果表明,共混改性后PLA/TPU共混物和PLA/TPU/TBC共混物都有较好的弯曲形状记忆性能,其形状固定率都在90%以上,形状回复率都在80%以上,不同配比的PLA基体SMP的形状固定率与形状回复率的变化趋势相反,形状回复率的变化趋势与结晶度的变化趋势相似,证明了PLA中结晶态与无定型态对形状记忆性能的影响。基于粘弹性理论使用Marc软件对改性前后的PLA基体SMP进行有限元模拟,得到了较为合理的应力-应变-温度三维变化关系曲线,对比了改性前后PLA基体SMP在形状记忆过程中应力-应变-温度的关系,对比分析了形状记忆过程不同阶段应力-应变变化曲线、降温固定阶段应力-温度变化规律和升温回复阶段应变角度与温度的关系,研究改性对PLA形状记忆性能的影响和改善。