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聚己内酯/聚丁二酸丁二醇酯-聚己二酸丁二醇酯共聚物熔融共混体系的力学性能、结晶及流变行为研究

化工新型材料 2013年第7期41卷 102-104,109页

作者：何宏龙柱梁多平唐义祥江南大学教育部生态纺织重点实验室无锡214122 杭州电子科技大学杭州310018 哈尔滨商业大学哈尔滨150028

通过熔融共混制备了生物可降解的聚己内酯(PCL)/聚丁二酸丁二醇酯-聚己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)共混体系,采用万能拉力机、差示扫描量热仪(DSC)、旋转流变仪分别研究了共混体系的力学性能、结晶和流变行为。结果表明,PCL/PBSA为不完全... 详细信息

通过熔融共混制备了生物可降解的聚己内酯(PCL)/聚丁二酸丁二醇酯-聚己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)共混体系,采用万能拉力机、差示扫描量热仪(DSC)、旋转流变仪分别研究了共混体系的力学性能、结晶和流变行为。结果表明,PCL/PBSA为不完全相容的体系,共混体系的相形态依赖于共混物的组分比,随着PBSA组分含量的增加,相形态发生变化,存在不相容的相界面,适量的添加PBSA能改善PCL的结晶、流变及力学行为。

关键词：聚己内酯丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物结构与性能共混

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丁二酸丁二醇酯—己二酸丁二醇酯共聚物/热塑性淀粉/聚乳酸复合材料的制备与性能研究

丁二酸丁二醇酯—己二酸丁二醇酯共聚物/热塑性淀粉/聚乳酸复合材...

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作者：钟宇科华南理工大学

学位级别：硕士

随着石油短缺带来的能源危机和废弃塑料引起的“白色污染”日趋严重，对生物降解材料的研究愈来愈引起各国政府和科学家们的重视与关注。本课题在金发科技股份有限公司成功量产丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物（PBSA）的基础之上... 详细信息

随着石油短缺带来的能源危机和废弃塑料引起的“白色污染”日趋严重，对生物降解材料的研究愈来愈引起各国政府和科学家们的重视与关注。本课题在金发科技股份有限公司成功量产丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物（PBSA）的基础之上，通过复配经增塑剂改性的热塑性淀粉（TPS）及聚乳酸(PLA)，制备三元复配的复合材料，通过FT-IR、DSC、SEM和力学性能分析研究了其结构和性能的关系，最终在研发的三元复配配方的基础上实现了该复合材料的产业化，创造了可观的经济效益。首先，使用TPS和PBSA，通过熔融法制备了系列PBSA/TPS复合材料，研究TPS用量对PBSA/TPS复合材料的结构、力学性能、耐热性能的影响。研究表明：PBSA复配TPS后，复合材料的耐热性和拉伸性能随着TPS用量的增加而下降，TPS用量超过30%后降幅增大。综合材料成本考虑，TPS添加量为30%的时候具有成本优势。但需要解决复合材料中TPS的分散问题和耐热性问题。其次，采用熔融法制备了TPS/PLA系列复合材料，通过FT-IR、TG、SEM和力学性能测试研究了TPS/PLA系列复合材料的结构、力学性能、耐热性能。力学研究结果表明，TPS/PLA复合材料断裂伸长率随着PLA用量的减少而呈先升后降的变化趋势，TPS和PLA之间存在相互作用。TG结果显示：PLA可明显提高TPS/PLA复合材料的热分解温度;SEM分析表明：PLA在80%用量的时候，TPS/PLA复合材料中的TPS分散状态良好，但在PLA用量减少后，两相发生了不相容的问题，综上可以判断，PLA和TPS之间存在相互作用，且PLA可以改善复合材料耐热性。第三，以30%为TPS的添加量，调整PBSA和PLA的配比，通过熔融法制备了系列PBSA/TPS/PLA复合材料，通过FT-IR、TG、SEM和力学性能测试，对PBSA/TPS/PLA复合材料的结构、力学性能、耐热性能进行了研究。力学测试结果表明， PBSA/TPS/PLA复合材料配比分别为60/30/10和55/30/15时候，其力学性能改善明显;TG结果显示，PLA添加量大于15%时，复合材料的热分解温度急剧下降，最后确定PBSA/TPS/PLA复合材料基础配方比例为60/30/10。第四，在TE-65型同向平行双螺杆挤出机上增加排气口，重新制定了工艺路线和规定了工艺流程，按实验得到的基础配方比例，进行了批量生产。根据过程熔指数据计算得到的1.48的过程能力指数（CPK），证明设计的工艺路线的科学性和合理性。对量产后的产品的生物降解认证和应用的探讨，证明PBSA/TPS/PLA复合材料的优良生物降解性，实现了建设年产2000吨的生产线的目标。

关键词：丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物复合材料热塑性淀粉聚乳酸生物降解

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生物降解聚酯PLA/PBSA共混体系的制备与结构性能

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高分子材料科学与工程 2009年第7期25卷 137-140页

作者：宋存江陶剑胡丹郭天瑛张育英张邦华王淑芳南开大学生命科学学院生物活性材料教育部重点实验室南开大学化学学院功能高分子材料教育部重点实验室天津300071

采用熔融共混法制备了PLA/PBSA共混材料;采用DSC,TG,DMA和拉伸力学试验研究了该共混体系的热性能和力学行为;采用土壤悬浊拟环境降解实验法研究了共混材料的生物降解性;同时对该体系的生物降解机理及影响因素进行了初步探讨。结果表明,P... 详细信息

采用熔融共混法制备了PLA/PBSA共混材料;采用DSC,TG,DMA和拉伸力学试验研究了该共混体系的热性能和力学行为;采用土壤悬浊拟环境降解实验法研究了共混材料的生物降解性;同时对该体系的生物降解机理及影响因素进行了初步探讨。结果表明,PLA/PBSA为非均相结晶/结晶高分子共混体系;PLA含量增加,有利于提高材料的模量和拉伸强度;增加PBSA的含量,可以提高PLA/PBSA共混体系的环境生物降解性。PLA/PBSA是力学性能和降解性能互补的生物降解材料。

关键词：聚乳酸丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物共混结构与性能

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POM/PBSA合金的分子间作用力与相容性及结晶行为研究

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高分子学报 2016年第7期26卷 931-937页

作者：雷小梅罗发亮司朋飞沈志远丁生芳李书蒙省部共建天然气转化国家重点实验室培育基地宁夏大学化学化工学院银川750021

采用熔融共混的方法制备了聚甲醛(POM)/丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)合金.利用FTIR、DMA、DSC、PLM及WAXD研究了POM与PBSA分子间相互作用、相容性及结晶行为.结果表明PBSA的羰基和POM的端羟基之间形成了氢键,这使得PBSA和... 详细信息

采用熔融共混的方法制备了聚甲醛(POM)/丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)合金.利用FTIR、DMA、DSC、PLM及WAXD研究了POM与PBSA分子间相互作用、相容性及结晶行为.结果表明PBSA的羰基和POM的端羟基之间形成了氢键,这使得PBSA和POM具有一定的相容性,同时使POM的熔融与结晶温度降低;当POM含量为15%时对PBSA起到成核剂的作用,促进了PBSA的结晶,使其晶体结构变得致密.另外,POM与PBSA之间的相容性依赖于PBSA含量,随着PBSA含量的增大,两者的相容性变好,但是PBSA的加入并没有改变POM的晶型.

关键词：聚甲醛丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物熔融共混分子间相互作用结晶相容性

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3D打印PLA/PBSA/HA复合材料的制备与性能研究

3D打印PLA/PBSA/HA复合材料的制备与性能研究

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作者：马宁郑州大学

学位级别：硕士

由于先天畸形、创伤肿瘤疾病或意外交通事故等原因导致骨缺损患者的数量逐年攀升,然而现实中面临骨组织活体器官捐献者有限,匹配较难,众多患者对于组织移植体的巨大需求之间存在着供需矛盾等问题,因此骨组织工程具有巨大的发展潜力。3D... 详细信息

由于先天畸形、创伤肿瘤疾病或意外交通事故等原因导致骨缺损患者的数量逐年攀升,然而现实中面临骨组织活体器官捐献者有限,匹配较难,众多患者对于组织移植体的巨大需求之间存在着供需矛盾等问题,因此骨组织工程具有巨大的发展潜力。3D打印作为一种新型增材制造工艺,无需定制模具,研发成本低,而且制作周期短、成型精度高,可以根据不同患者不同情况实现个性化定制,与传统制造方法相比具有极大的优势,近年来逐渐受到医疗领域的重视。聚乳酸（PLA）具有高强度、高模量、易加工等优点,是目前可生物降解材料研究的热点,但是韧性差、结晶速率慢等缺点使PLA的使用受到限制。丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物（PBSA）,是一种可降解性脂肪族聚酯,具有很好的韧性,将PBSA与PLA共混可以改善PLA冲击强度低的缺点,而且不影响材料的降解性能。羟基磷灰石（HA）是人体主要无机成分,将HA加入复合材料可以提高复合材料的强度,并增强其生物活性,有望成为一种性能良好的骨修复材料。本论文采用熔融共混法制备不同比例的PLA/PBSA/HA复合材料,探究了不同比例PLA/PBSA复合材料的性能,以及PLA/PBSA/HA复合材料的打印性能,主要内容与结论如下:（1）采用熔融共混法制备不同比例的PLA/PBSA复合材料,通过差示扫描量热法（DSC）、热失重分析（TGA）、偏光显微镜（POM）和原子力显微镜（AFM）等不同表征方法探究了PBSA的加入对复合材料结晶性能、热稳定性能、力学性能和微相结构的影响,结果表明随着PBSA的加入PLA结晶形貌由放射状球晶转变为环带球晶,同时球晶环带尺寸增加。DSC和TG测试结果表明,PLA的冷结晶温度随着PBSA的加入呈现先降低后升高的趋势,结晶度随着PBSA含量的增加而变小,复合材料具有良好的热稳定性。力学测试结果表明,PLA/PBSA复合材料的韧性随着PBSA的加入逐渐提高,PBSA含量为20%时,在弹性模量变化不大前提下,断裂伸长率和冲击强度与纯PLA相比分别提高了559%和107%,复合材料的断面形貌证实了复合材料由脆性断裂转变为韧性断裂。（2）选取PBSA添加量为20%时的PLA/PBSA复合材料作为研究对象,加入1%-15%的HA,制备了PLA/PBSA/HA三元复合材料,研究了HA的引入对复合材料的影响。结果表明HA起到异相成核的作用,随HA添加量增加,复合材料的球晶尺寸减小,球晶数目增多。HA的加入提高了PLA/PBSA/HA复合材料的弯曲性能,当HA含量为15%时,复合材料的弯曲强度和弯曲模量分别提高了7.29%和36.79%。微相结构分析表明HA主要分布于PBSA相以及PLA与PBSA相界面处。（3）采用熔融沉积成型（FDM）成功制备出打印样品,探究了打印底板温度、打印层厚和打印速度等工艺参数对试样的影响,结果表明,打印样品质量最佳的条件为:打印底板温度70℃,打印层厚0.1 mm,打印速度60 mm/s。PBSA含量在30%及以下时,在打印过程中起到类似润滑剂的作用,打印质量得到提升。力学性能测试表明,复合材料打印样品的比强度与注塑样品相比略有下降,打印样品的比冲击强度却明显高于注塑样品,PLA/PBSA/5%HA打印样品相对于注塑样品比冲击强度提高40.5%。AFM测试结果表明,复合材料微相结构受成型加工过程影响,PBSA相在挤出样品中为椭圆状,在注塑样品中为有明显取向的长棒状,在打印样品中为直径更小的细条状,打印样品中两相界面处更加模糊,说明打印在一定程度上提高了PBSA与PLA的相容性。（4）复合材料的降解速率呈现先慢后快的趋势,由于HA可以降低PLA的自催化效应,PLA/PBSA/HA复合材料降解速率减慢,降解周期内所有样品p H维持在7.0以上,失重率在5%以下,材料性能稳定。生物安全性测试表明PLA/PBSA/HA复合材料无致毒性、无致热作用、无致敏现象、无溶血效应,可以满足生物支架材料的基本要求。

关键词：聚乳酸丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物羟基磷灰石 3D打印微相结构生物安全性

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