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形状记忆高分子材料(SMPs)是具有两种形态并可相互转变的功能材料,由两种聚合物共混制得。聚乳酸(PLA)作为固定相材料与聚合物弹性体以及功能填料共混可以制备多种类型的可生物降解SMPs。聚碳酸亚丙酯(PPC)是一种分子链柔性较大的生物降解弹性体,取代传统高分子弹性体与PLA共混能够获得生物相容性良好的可全生物降解的形状记忆材料。这类材料具有被广泛应用于医疗卫生、药品包装,智能制造等更多的领域的良好前景。但PPC/PLA的记忆性能与传统SMPs相比仍有一定差距,而且由于PPC的引入PPC/PLA的力学性能和热稳定性受到影响,需要引入增强剂对PPC/PLA进行改性处理。具有纳米ZnO(nano-ZnO)颗粒和四针状ZnO晶须(T-ZnOw)两种形态结构的无机ZnO材料能够有效的提高聚合物的机械性能,赋予材料抑菌性能。 本论文采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)偶联剂对nano-ZnO、T-ZnOw两种形态结构的ZnO填料进行改性,再使用石墨烯(RGO)、纳米银(nano-Ag)对T-ZnOw表面化学修饰制备ZnO复合填料,运用FT-IR、XRD、SEM等进行表面修饰效果进行表征。再以PLA、PPC为树脂基体,ZnO、表面修饰的ZnO复合填料为增强剂,采用熔融共混方法制备ZnO/PLA/PPC复合材料。通过TGA、DSC、DMA以及控温拉伸,形状恢复记忆实验等技术手段研究了ZnO填料对PPC/PLA复合材料的形状记忆行为、机械性能以及热降解动力学等影响。研究结果表明;添加少量T-ZnOw可提高材料的记忆性,2wt%偶联剂改性T-ZnOw使PPC/PLA复合材料的热致回复率(Rr)从83.3%提高至97.2%,形状固定率(Rf)可达到100%。而nano-ZnO则会在加工过程中引发PPC的热降解进而破坏材料的性能。采用银、石墨烯表面修饰后的T-ZnOw填料使ZnO/PPC/PLA复合材料具备了电致型形状记忆复合材料的性能,载银石墨烯包覆T-ZnOw添加量达到10wt%时的复合材料电致回复率可达到82%,热稳定性得以提高。 采用丁二酸酐(SA)、马来酸酐(MAH)和均苯四甲酸二酐(PMDA)作为封端剂对 PPC进行封端制备了改性聚碳酸亚丙酯(M-PPC)。M-PPC/PLA的复合材料的力学性能、形状记忆性能和热稳定与 PPC/PLA的差异显著,其中拉伸强度和热稳定性都有提升,PMDA-PPC/PLA的拉伸强度从10.2MPa提升至44.5MPa、初始热降解温度提高了37℃。具有较好的记忆性能;回复率可达到90%,固定率可达到100%,加入T-ZnOw后复合材料的 Rr和 Rf均达到100%。论文的研究结果对PPC/PLA全生物降解记忆材料的开发与功能化应用提供基础研究数据,在生物降解聚酯PLA、PPC替代传统树脂材料方面具有积极的意义。