MDI扩链聚乳酸及其复合材料的制备、结构与性能

摘要

该论文以辛酸亚锡为催化剂,用丙交酯开环聚合法制备了粘均分子量为3.3×10<'4>的聚(D,L)-乳酸(PDLLA).从化学改性的角度出发,利用异氰酸酯(-NCO)基团的反应特性,以MDI为反应性单体,采用原位反应增容技术制备了PDLLA/生物陶瓷粉体/MDI复合材料,并尝试用插层改性法制备蒙脱土(MMT)插层PDLLA纳米复合材料.从成型加工的角度出发,根据固态挤出原理设计了一套模压挤出设备,通过模压挤出强迫PDLLA的分子链或链段发生有效取向,达到提高PDLLA力学性能的目的.化学改性提高PDLLA分子量的研究结果表明:MDI扩链法可有效的提高PDLLA的分子量;二段聚合法和二胺扩链法都会不同程度地引起PDLLA的分子量降低;采用原位聚合法合成PDLLA/生物陶瓷粉体复合材料时,HA粉体的制备方法对PDLLA的分子量有较大的影响.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1前言

1.2聚乳酸的基本性质与合成

1.2.1聚乳酸的基本性质

1.2.2聚乳酸的合成方法

1.3聚乳酸复合材料的研究进展

1.3.1聚乳酸/羟基磷灰石(PLA/HA)复合材料

1.3.2自增强PLA(SR-PLA)复合材料

1.3.3碳纤维增强可吸收聚合物复合材料

1.3.4生物活性有机成分/PLA复合材料

1.3.5聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料

1.3.6 PLA复合材料的成形加工

1.4本论文的目的意义、研究内容和技术创新

第二章聚乳酸的合成与性能

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1主要原料

2.2.2实验设备

2.2.3实验步骤

2.3分析测试

2.3.1特性粘度的测定

2.3.2分子量及分子量分布测定(GPC)

2.3.3傅立叶红外光谱(FT-IR)分析

2.3.4热重分析(TGA)

2.3.5差示扫描量热分析(DSC)

2.4结果与讨论

2.4.1 PDLLA的FT-IR结果分析

2.4.2 PDLLA的TGA结果分析

2.4.3分子量测定(GPC)

2.4.4 PDLLA的DSC结果分析

2.4.5不同制备方法对PDLLA相对分子量的影响

2.5本章小结

第三章MDI扩链聚乳酸及其复合材料的合成与性能

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1主要原料

3.2.2实验设备

3.2.3实验步骤

3.3分析与测试

3.3.1特性粘度的测定

3.3.2力学性能测试

3.3.3扫描电镜(SEM)观察

3.3.4广角X-射线衍射(WXRD)

3.3.5热重分析(TGA)

3.3.6差示扫描量热分析(DSC)

3.3.7傅立叶红外光谱(FT-IR)分析

3.4结果与讨论

3.4.1 MDI扩链PDLLA的结构表征

3.4.2 MDI扩链对PDLLA及其复合材料力学性能的影响

3.4.3 MDI用量对PDLLA/HA复合材料力学性能的影响

3.4.4 MDI扩链PDLLA/HA复合材料反应过程探讨

3.4.5生物陶瓷粉体对MDI扩链PDLLA复合材料力学性能的影响

3.4.6 MDI扩链PDLLA/HA复合材料的界面形态

3.4.7 PDLLA/蒙脱土复合材料的制备与性能

3.5本章小结

第四章模压挤出成型加工对聚乳酸及其复合材料结构与性能的影响

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1主要原料

4.2.2实验设备

4.2.3 PDLLA和PDLLA复合材料棒材的制备

4.3分析与测试

4.3.1特性粘度的测定

4.3.2力学性能测试

4.3.3扫描电镜(SEM)观察

4.4结果与讨论

4.4.1模压挤出使聚合物取向的原理

4.4.2挤出条件对PDLLA和PDLLA/HA/MDI复合材料性能的影响

4.4.3模压条件对PDLLA和PDLLA/HA/MDI复合材料力学性能的影响

4.4.4模压挤出PDLLA/HA/MDI棒的扫描电镜分析

4.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文

致谢