含柔性链段聚右旋乳酸嵌段共聚物对聚左旋乳酸拉伸行为的影响

采用聚右旋乳酸(PDLA)与聚乙二醇(PEG)的三嵌段共聚物(PDLA-b-PEG-b-PDLA)对聚左旋乳酸(PLLA)进行改性,系统研究熔融共混法制备的PLLA/PDLA-b-PEG-b-PDLA共混物的热性能和不同温度下的拉伸行为,并通过原位X射线散射(WAXS)技术探索不同含量的PDLA-b-PEG-b-PDLA对PLLA在拉伸过程中结晶行为的影响.结果表明,加入PDLA-b-PEG-b-PDLA对PLLA的热稳定性影响较小;PLLA/PDLA-b-PEG-b-PDLA共混物中由于立构晶的存在,能有效提高PLLA的α晶的结晶速率;室温(30°C)拉伸时,样品均呈现脆性断裂;拉伸温度提高至50°C,纯PLLA和PLLA/PDLA-b-PEG-b-PDLA(95/5)的共混物仍然呈现脆性断裂,但是随着PDLA-b-PEG-b-PDLA含量的增加,PLLA发生屈服,断裂伸长率由纯PLLA的10%左右提高至200%以上;80°C拉伸时,PDLA-b-PEG-b-PDLA的加入显著提高了PLLA在拉伸过程中的结晶速率,出现α晶的应变从纯PLLA的400%降低至50%以下,立构晶含量在拉伸过程中基本保持不变.上述结果显示含柔性链段的PDLA的嵌段共聚物可有效提高PLLA的结晶速率和延展性,拓宽PLLA的应用范围.     

聚(L-丙交酯)/聚(DL-丙交酯)的结晶性能及相溶性

用共溶液沉淀法制备了聚 (L 丙交酯 ) 聚 (DL 丙交酯 )共混物 (PLLA PDLLA) ,然后用成纤模压法压制成3 2mm的棒材 .用差示扫描量热法研究了共混物的结晶性能和相溶性 .结果表明 ,PLLA组分在共溶液沉淀过程中可生成结晶 ,共混物中PDLLA含量直到 30 %时 ,PLLA组分的结晶熔融温度和结晶度与纯PLLA相同 ,但PDLLA含量为 5 0 %时 ,PLLA组分的结晶熔融温度和结晶度明显下降 .由于加工成型条件的不一致性 ,共混物棒材中的PLLA组分的结晶熔融温度和结晶度呈较大的分散性 .共混物从熔体降温 ,在其后的升温DSC扫描中出现分别相应于PDLLA和PLLA的玻璃化转变 ,表明PDLLA与未结晶的PLLA形成的非晶相是不相溶的     

聚L-乳酸/聚(天冬氨酸-co-乳酸)共混物的制备及其相容性研究

采用氯仿/乙醇共沸溶液浇铸法制备了混合均匀的聚L-乳酸/聚(天冬氨酸-co-乳酸)共混物(PLLA/PAL)体系.研究了PLLA/PAL共混体系的热性能、结晶行为、形态结构和力学性能,评价了PLLA和PAL之间的相容性.结果表明,PAL对PLLA的结晶行为和热性能产生了较大的影响,共混物的结晶度较低,共混体系中部分PAL会进入PLLA球晶的片晶而导致PLLA球晶结构不完善,熔点降低.PAL的含量小于20%的PLLA/PAL共混物的拉伸强度和断裂延伸率均高于纯PLLA.PLLA和PAL分子链相互缠结,产生的氢键使分子链间存在较强的相互作用,具有较好的相容性.     

聚己内酯和聚氧化乙烯共混体系中的两类片晶相间堆砌

对聚(ε-己内酯)(PCL)/聚氧化乙烯(PEO)共混物的相差显微镜、广角X-射线衍射(WAXD)、小角X-射线散射(SAXS)及示差扫描量热计(DSC)等的研究表明,只有当共混物中PCL(或PEO)的含量低于20％时,两组份是相容的.当PCL含量低于20％时,在共混物中形成了PEO片晶和PCL片晶相间堆砌的结晶形态,当PEO含量不超过20％时,PEO则完全以非晶形式混入PCL的非晶区,同时阻碍了PCL的结晶.可见在结晶过程中,相容的两组份对共混体系形态结构的影响却不尽相同.     

PEO分子量对POM/PEO晶/晶共混物溶液结晶的影响

以六氟异丙醇(HFIP)为聚甲醛(POM)与聚氧化乙烯(PEO)的共溶剂,通过溶液结晶研究了PEO分子量对POM/PEO 50/50晶/晶共混物结晶行为及结晶形态的影响。结果表明,PEO分子量越小,POM与PEO在结晶过程中相互干扰越大。当PEO分子量为4×103时,共混物中POM形成部分不完善晶体,出现明显的熔融双峰。SEM结果表明:含不同分子量PEO的共混晶体均无明显相分离,且低分子量PEO的共混物更易形成规整球晶,认为通过溶液结晶,POM/PEO 50/50共混物中POM与PEO形成了晶体相互穿插的结晶结构。     

高低分子量聚环氧乙烷及其共混物的冷结晶行为研究

通过溶液共混法制备了不同重量比的相对分子质量为10000g/mol(10k)和200000g/mol(200k)的聚环氧乙烷(PEO)的共混物,并利用偏光显微镜(POM)、广角X光衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)研究了PEO及其共混物的冷结晶现象。结果表明,PEO共混物在冷结晶的过程中,偏光显微镜图中同一球晶的内外部分亮度不同,即形成内外双折射明显的球晶,研究发现这种现象并不是因为晶型变化引起的,推断是由于共混物在淬冷后升温至20℃的过程中就开始结晶,低温形成的片晶较薄,在20℃等温结晶时形成的片晶较厚,厚度的差别导致了双折射现象。共混物中分子量为200k的PEO提供了结晶成核点,10kPEO起到了溶剂化作用,有利于晶体的成核与生长,所以共混物中大球晶出现的比例比纯物质高。而且随着共混物中10kPEO含量的增加,升温过程中样品结晶的比例增大,球晶中暗处的半径增大。     

接枝改性多面体齐聚倍半硅氧烷对左旋聚乳酸结晶行为的影响

以二氯甲烷为溶剂,利用溶液共混法将三种多面体齐聚倍半硅氧烷(POSS)分别与左旋聚乳酸(PLLA)进行共混,制备了不同POSS含量的单氨基POSS[(POSS-NH2)/PLLA]、POSS接枝聚乙二醇[(POSSPEG)/PLLA]和POSS接枝聚乳酸[(POSS-g-PLLA)/PLLA]复合材料。利用差示扫描量热仪和偏光显微镜(POM)分别对复合材料的本体结晶行为、结晶形貌和生长速率进行了观察。结果表明,当加入不同质量分数的POSS-PEG时,PLLA的结晶能力均得到改善,而POSS-NH2和POSS-g-PLLA仅在质量分数较低(1(wt)%)时提高了PLLA的结晶能力,具有较高质量分数时会阻碍PLLA分子链段的运动,从而限制其结晶。利用POM观察球晶生长过程发现,POSS-PEG的加入提高了PLLA的球晶生长速率。     

左旋聚乳酸/聚(ε-己内酯)共混物在取向聚乙烯基底上的附生结晶行为

利用电子显微镜结合电子衍射研究了左旋聚乳酸/聚(ε-己内酯)(PLLA/PCL)共混物在取向聚乙烯(PE)基底上的结晶行为.纯PLLA在取向PE基底上能够附生结晶,主要形成分子链相互垂直的片晶结构.PCL在PE基质上也能发生附生结晶,导致两者分子链平行.PLLA/PCL共混物在取向PE基底上结晶的形态结构依赖于共混组成.在PLLA含量大于95 wt%时,PCL不影响PLLA与PE的附生结晶行为.当PCL含量增加至10 wt%时,PLLA在PE上的附生结晶行为受到了一定程度的影响.当PCL含量超过40 wt%时,PLLA在PE上的附生结晶被抑制,取而代之是PCL在PE取向基质上附生结晶,产生两者分子链平行的取向片晶.另外,在PLLA含量在50 wt%~30 wt%之间时,体系产生明显的微相分离,微相分离并不影响PCL与PE的附生结晶,在PCL的富集区仍然发生平行链附生结晶,而PLLA的富集区结构变得模糊.当PLLA含量少于20 wt%时,微相分离不明显,少量PLLA应该分散在PCL片晶间的非晶区.     

聚L-乳酸/4,4'-二羟基二苯硫醚共混物的分子间相互作用及结晶和熔融行为

利用红外吸收光谱(FTIR)研究了聚乳酸(PLLA)/4,4'-二羟基二苯硫醚(TDP)熔融共混物的分子间相互作用,结果表明,PLLA的羰基与TDP的羟基之间形成了分子间氢键.通过差示扫描量热(DSC)研究了共混物的玻璃化转变行为及非等温结晶和熔融行为.结果表明,样品的玻璃化转变温度(Tg)随TDP含量的增加呈线性下降.共混物的熔融结晶温度(Tc)、结晶焓(ΔHc)、熔融温度(Tm)及熔融焓(ΔHm)均随TDP含量的增加呈下降趋势,而冷结晶温度的变化趋势则相反.当TDP达到40%(质量分数)时,共混物的DSC曲线既未出现结晶峰,也未出现熔融峰,表明该样品已完全成为非晶态物质.广角X射线衍射(WAXD)分析结果表明,TDP的加入未改变PLLA的晶型,但导致其晶面间距变大,晶体结构变得松散.因此共混物熔点的下降归因于分子间氢键的形成降低了PLLA分子链的运动能力及晶体的紧密程度而非晶型的改变.     

取向对聚左旋乳酸/聚右旋乳酸复合物纤维结晶性能的影响

通过熔融纺丝的方法制备了PLLA/PDLA复合物初生纤维,在60℃拉伸获得高取向的牵伸纤维.采用X-ray散射为主要表征手段,结合差示扫描量热(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)以及傅里叶变换红外光谱(FTIR)等技术,系统研究了不同初始结构的PLLA/PDLA复合物纤维在不同温度下的结晶行为,重点阐明了取向对PLA复合物纤维结晶结构的影响.结果表明,取向促进复合物纤维中立构晶的形成;将纤维升温至200℃停留3 min后,再进行降温,降温过程中,高度取向的牵伸纤维只有立构晶形成,而初生纤维则在150℃左右出现α晶,表明纤维中取向的立构晶会抑制α晶的形成.综合实验结果发现,通过低温牵伸初生纤维,然后高温(α晶熔点以上)退火,可制备出高取向且具有高立构晶含量的PLLA/PDLA复合物纤维.     

光学纯度对聚左旋乳酸结晶与熔融行为的影响

通过示差扫描量热仪(DSC)和广角X射线衍射仪(WAXD)研究了聚左旋乳酸(PLLA)的光学纯度(91.6%、93.3%、94.0%、97.0%、98.4%)对聚乳酸结晶和熔融行为的影响。 在非等温结晶过程中,随着光学纯度的提高,聚乳酸的结晶峰值温度、熔点、熔融焓均提高。 在等温结晶过程中,PLLA的半结晶时间(t_1/2)随着光学纯度的增加而减少,在结晶温度100~110 ℃区间内半结晶时间均达到最小值;含有不同光学纯度PLLA的Avrami指数n≈3,表明光学纯度的变化不能改变聚乳酸以三维球晶生长的异相成核机理。 随着光学纯度的增加,聚乳酸δ-晶型转变为α-晶型的临界温度升高。 聚乳酸的结晶和熔融行为对光学纯度具有依赖性。     

溶剂诱导的聚乳酸/聚乳酸衍生物共结晶行为

通过溶液浇铸法制备不同组分的左旋聚乳酸(PLLA)和聚(L-2-羟基-3-甲基丁酸)(PL-2H3MB)共混物.运用差示扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(POM)、广角X射线衍射(WAXD)和热重分析仪(TGA)分析共混物的结晶、熔融行为和热稳定性.通过观察到DSC加热曲线中新的熔融峰判断PLLA和PL-2H3MB共晶...     

改性羟基磷灰石/聚乳酸纳米复合材料的结晶行为

利用溶剂复合的方法制备了具有良好生物相容性的表面接枝聚(γ-苄基-L-谷氨酸)的改性羟基磷灰石/聚乳酸纳米复合材料, 并研究了其熔融与结晶行为. 结果表明, 聚乳酸的玻璃化转变温度为60.3 ℃, 而复合材料的玻璃化转变温度达到65.8 ℃, 不同样品在140 ℃等温结晶后, 改性羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的球晶直径仅为聚乳酸(PLLA)球晶直径的16.7%~66.7%. 复合材料的熔点提高到184.4 ℃.     

聚乙二醇-聚L-丙交酯嵌段共聚物结晶形貌研究

用偏光显微镜和原子力显微镜对比研究了PEG-PLLA嵌段共聚物在110℃或120℃等温结晶后的结晶形貌.发现在110℃时只有PEG5000-PLLA2300和PEG5000-PLLA6300在偏光显微镜下呈现环带球晶形貌,在原子力显微镜高度图中显示明显的环带,并具有交替凸凹起伏形貌.而PEG5000-PLLA12000球晶中没有出现环带形貌而是生成了规则的环线.在120℃时,PEG5000-PLLA12000的球晶中才生成了规则的环带图案,原子力显微镜也显示了其球晶具有明显的交替凸凹起伏形貌,说明过冷度直接影响环带球晶的生成.产生周期性凸凹起伏和明暗交替消光是由片晶沿着球晶的半径方向周期性扭转造成的,片晶在凸起部分是Edge-on取向,在凹下部分是Flat-on取向.     

Poly(methyl methacrylate)-induced Microstructure and Hydrolysis Behavior Changes of Poly(L-lactic acid)/Carbon Nanotubes Composites

Poly(L-lactic acid)(PLLA)-based composites exhibit wide applications in many fields.However,most of hydrophilic fillers usually accelerate the hydrolytic degradation of PLLA,which is unfavorable for the prolonging of the service life of the articles.In this work,a small quantity of poly(methyl methacrylate)(PMMA)(2 wt%-10 wt%)was incorporated into the PLLA/carbon nanotubes(CNTs)composites.The effects of PMMA content on the dispersion of CNTs as well as the microstructure and hydrolytic degradation behaviors of the composites were systematically investigated.The results showed that PMMA promoted the dispersion of CNTs in the composites.Amorphous PLLA was obtained in all the composites.Largely enhanced hydrolytic degradation resistance was achieved by incorporating PMMA,especially at relatively high PMMA content.Incorporating 10 wt%PMMA led to a dramatic decrease in the hydrolytic degradation rate from 0.19%/h of the PLLA/CNT composite sample to 0.059%/h of the PLLA/PMMA-10/CNT composite sample.The microstructure evolution of the composites was also detected,and the results showed that no crystallization occurred in the PLLA matrix.Further results based on the interfacial tension calculation showed that the enhanced hydrolytic degradation resistance of the PLLA matrix was mainly attributed to the relatively strong interfacial affinity between PMMA and CNTs,which prevented the occurrence of hydrolytic degradation at the interface between PLLA and CNTs.This work provides an alternative method for tailoring the hydrolytic degradation ability of the PLLA-based composites.     

热致相分离制备聚乳酸纳米纤维支架

本研究以二氧六环/叔丁醇为溶剂体系,采用热致相分离方法制备出具有多级孔径的三维连通的聚乳酸纳米纤维支架. 探讨了陈化、陈化温度、聚合物浓度、二氧六环/叔丁醇 (溶剂/非溶剂)比例对纳米纤维支架的结构和纤维直径大小的影响. 结果表明,陈化对较低聚合物浓度下(≤7%)纳米纤维结构的形成影响明显,而在较高聚合物浓度时(＞10%),只要控制在一定温度下相分离即可形成纳米纤维结构的支架;较低的陈化温度(≤5℃)有利于纳米纤维状网络结构(直径约20-300nm)的形成,且随着陈化温度的下降,纤维网络结构分布更加均匀;聚乳酸浓度增加, 纤维细化,网络结构分布更均匀,所形成的孔结构也更致密;叔丁醇含量≤12%时,纤维直径变化不大;当叔丁醇含量＞12%时,纤维直径明显增加(约500 nm).     

非等温结晶对PLLA的热行为和形貌的影响

将聚L-乳酸(PLLA)熔化非等温熔融结晶, 采用DSC、POM、SEM等技术研究了降温速率对PLLA的热行为和形貌的影响. PLLA在低降温速率(2 ℃·min-1)下的结晶在118 ℃伴随有结晶机制的转变. 玻璃化温度和结晶度随着降温速率的降低而增大. 随着降温速率的降低, 球晶尺寸增大, 当降温速率为10 ℃·min-1 时, PLLA 为无定型材料. 采用模压成型的方法并控制降温速率制备了具有球晶结构的条状PLLA 生物材料, 与高降温速率下制备的PLLA相比,低降温速率下获得的具有球晶结构的PLLA材料的断面更光滑和致密, 但脆性增强.