改性聚己内酯复合材料的性能研究开题报告

 2021-08-08 16:40:02

1. 研究目的与意义

形状记忆合金聚合物smp是具有形状记忆效应的高分子材料,可以在一定条件下,被赋予一定的形状;在外部条件发生变化时,它可以相应地改变形状并将其固定;如果外部条件以特定的方式和规律再次发生变化,它们便可逆地恢复至初始状态。

聚己内酯(pcl)是一种半结晶型聚合物,在医疗矫正器得到了广泛关注,但也由于其结构的柔软性,作为矫形用的支架等,强度不够。

因此,有必要对pcl进行改性,构建出各种能满足现有或改进的加工工艺要求,并能实现特定功能要求的聚己内酯新材料。

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2. 国内外研究现状分析

聚己内酯(pcl )是一种以二元醇为引发剂,由己内酯开环聚合而得到的热塑性半结晶聚酯。pcl 熔点为59~64℃,玻璃化温度为-60℃,其结构重复单元上有 5个非极性亚甲基和一个极性酯基,因而具有良好的柔韧性和加工性,而制品则具有形状记忆性。而且pcl 通过一定的改性加工技术,可获得完全生物降解性能。早在1950年,carothers 等就合成了高分子量的内酯聚合物。1980年以后,pcl 以其优越的可生物降解性和记忆性,开始受到广泛关注,相关研究也得到迅速发展。

朱军,倪海鹰等人[1]研究了形状记忆材料聚己内酯(pcl)/超细碳酸钙复合材料的基础性能。研究结果表明,采用超细碳酸钙改性pcl,可以在保持pcl原有形状记忆性能基本不变的情况下,有效地提高复合材料的刚性。

谢长琼,周元林等人[2] 介绍了聚己内酯(pcl )的改性目的,综述了 pcl 的改性方法,包括将 pcl 与聚合物共混或共聚、在 pcl中填充无机粒子或纤维,以及pcl 的成纤改性和表面改性等,以获得性能好、成本低的聚合物新材料,并指出了pcl 改性的发展方向。

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3. 研究的基本内容与计划

本研究通过接枝的方式将PCL接枝到天然大分子上,赋予天然高分子一些性能,并与PCL进行复合,提高它们复合时的相溶性,改善产品性能。为天然高分子的高值利用奠定基础。

研究内容:1.木质素、纤维素、机械浆等接枝己内酯的工艺研究(CL用量、反应温度、反应时间、催化剂用量等);2.接枝PCL产品与复合材料的结构(如FTIR)和性能表征(如DSC、力学性能等)

4. 研究创新点

由于pcl优良的生物降解性能和形状记忆特性,在发达国家应用比较广泛。

目前,随着生物降解塑料的规模化生产,其成本已明显降低,但在短时期内,依然将高于通用塑料。

塑料制品被广泛用于农业、工业、日用品、医疗卫生等领域,但对环境友好的降解材料,尤其是完全生物降解材料却由于成本及性能等原因,仅仅在特殊领域用量可观(如中长期降解用的外科缝合线、骨丁、长效药物的控制释放载体等)。

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