【摘 要】
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聚乳酸（PLA）/聚己内酯（PCL）热致形状记忆复合材料不仅能够在温度的控制下自发地回复其初始形状,还具有良好的生物相容性和可生物降解性,因此被广泛应用于体内治疗、药物释放等领域。PLA/PCL形状记忆复合材料制备过程中,两相的分散均匀性和相容性直接影响复合材料的形状记忆性能。相较于添加化学相容剂或者反应加工,利用特殊物理加工方法提升形状记忆复合材料的相容性及并实现其综合性能提升可以更好的保持其生
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聚乳酸（PLA）/聚己内酯（PCL）热致形状记忆复合材料不仅能够在温度的控制下自发地回复其初始形状,还具有良好的生物相容性和可生物降解性,因此被广泛应用于体内治疗、药物释放等领域。PLA/PCL形状记忆复合材料制备过程中,两相的分散均匀性和相容性直接影响复合材料的形状记忆性能。相较于添加化学相容剂或者反应加工,利用特殊物理加工方法提升形状记忆复合材料的相容性及并实现其综合性能提升可以更好的保持其生物相容性。课题首次研制了基于拉伸流变的偏心转子密炼机,通过在偏心密炼转子上设置两个平直段及一个特殊螺旋段,实现密炼转子自转及公转运动中与密炼定子内腔的啮合关系,使物料在偏心转子密炼机中受到循环的体积拉伸作用,并且体积拉伸力场强度及作用时间可控。论文首先研究了偏心转子密炼机的混炼特性,进而研究了加工流场类型、加工温度、加工转速和密炼时间对PLA/PCL复合材料体系结构与性能的影响,研究结果表明:与剪切流场加工设备相比,偏心转子密炼机制备的PLA/PCL复合材料体系两相之间界面更加模糊,两相相容性更好;随着加工温度、加工转速和密炼时间的增加,偏心转子密炼机的混合效果呈现出逐渐上升然后略有下降的趋势。在加工温度200℃,加工转速45 rpm,密炼时间10 min时得到的复合材料相比于纯PLA断裂伸长率提高45倍,冲击强度提高2.9倍。基于偏心转子密炼机的最优工艺参数,制备了热致形状记忆复合材料。在不添加任何相容剂的情况下,复合材料中两相之间界面模糊,相容性明显变好,其弯曲形状固定率和形状回复率均大于95%;随着PLA含量的增加,复合材料的形状固定率呈下降趋势,形状回复率呈现上升趋势;经历五次“弯曲-回复”形状记忆历程之后,复合材料的弯曲形状固定率和形状回复率仍保持在90%以上。课题研究结果表明基于体积拉伸形变的偏心转子密炼机能够有效提高多相多组分体系的相容性,在保证洁净的前提下提升生物相容形状记忆复合体系的综合性能。相关研究成果可以指导体积拉伸形变支配的高分子材料加工设备的开发,并对推动环境友好的PLA/PCL热致形状记忆复合材料的应用具有积极意义。
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