碳納米管-聚(L-丙交酯-ε-己內(nèi)酯)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與形狀記憶效應(yīng).pdf

1、采用原位開環(huán)共聚合的方法在羥基化的多壁碳納米管(pMWCNTs)表面接枝聚乳酸/聚ε-己內(nèi)酯共聚物(PLACL)，研究了聚合溫度、引發(fā)劑用量及單體配比對(duì)接枝率的影響；采用紅外光譜（FT-IR）、拉曼光譜、X-射線光電發(fā)射光譜（XPS）掃描電鏡（SEM）和透射電鏡（TEM）等方法對(duì) PLACL接枝改性后的MWCNTs（ MWCNT-g-PLACLs）進(jìn)行了表征。采用溶液共混法制備了不同組成的pMWCNTs/PLACL80和MWCNT-g-

2、PLACLs/PLACL80復(fù)合材料，利用差示掃描量熱分析（DSC）、X射線衍射分析（XRD）、偏光顯微分析(POM)、動(dòng)態(tài)熱力學(xué)分析（DMA）、拉伸試驗(yàn)和體外降解試驗(yàn)，系統(tǒng)研究了復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、形狀記憶特性以及體外降解性能，闡明 MWCNT-g-PLACLs對(duì)復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響規(guī)律及其機(jī)制。
　　采用原位開環(huán)共聚合方法在多壁碳納米管表面化學(xué)接枝PLACL聚合物鏈段，獲得良好接枝效果的聚合工藝為：聚合溫度1

3、40℃、引發(fā)劑辛酸亞錫用量為0.08wt％、丙交酯與ε-己內(nèi)酯單體重量比為70:30，接枝率為56wt%，PLACL共聚物包覆層厚度為18nm；表面接枝改性顯著提高了多壁碳納米管在三氯甲烷和PLACL80聚合物基體中的分散性。
　　研究發(fā)現(xiàn)，添加MWCNT-g-PLACLs降低了PLACL80共聚物基體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高了結(jié)晶度但對(duì)熔點(diǎn)影響不大；MWCNT-g-PLACLs/PLACL80復(fù)合材料呈現(xiàn)發(fā)育良好的球晶結(jié)構(gòu)，并且隨著

4、 MWCNT-g-PLACLs含量的增加，球晶的尺寸先減小而后增大。
　　添加pMWCNTs使PLACL80共聚物基體的強(qiáng)度提高，但是卻使塑性下降，而MWCNT-g-PLACLs的加入使PLACL80共聚物基體的彈性模量、抗拉強(qiáng)度以及延伸率均得到了較大程度的提高，且強(qiáng)度提高的程度遠(yuǎn)高于pMWCNTs；隨著MWCNT-g-PLACLs含量的增加，MWCNT-g-PLACLs/PLACL80復(fù)合材料的彈性模量、抗拉強(qiáng)度以及延伸率先增大

5、而后減小，當(dāng)MWCNT-g-PLACLs含量為2wt%時(shí)，彈性模量、抗拉強(qiáng)度以及延伸率達(dá)最大值，分別比純PLACL80共聚物高出49%、90%和97%。
　　MWCNT-g-PLACLs/PLACL80復(fù)合材料具有高的形狀保持率，其形狀恢復(fù)率略低于純PLACL80共聚物，隨著MWCNT-g-PLACLs含量的增加，復(fù)合材料的形狀保持率和形狀恢復(fù)率都呈現(xiàn)先增加而后減小的趨勢(shì)；添加 pMWCNTs對(duì)PLACL80共聚物基體的形狀保持率

6、影響不大，但卻使形狀恢復(fù)率明顯下降；MWCNT-g-PLACLs/PLACL80和pMWCNTs/PLACL80復(fù)合材料的恢復(fù)力較純PLACL80共聚物有較大程度的提高，(2 wt%)MWCNT-g-PLACLs/PLACL80復(fù)合材料具有最大恢復(fù)力達(dá)6.3MPa；形變對(duì)復(fù)合材料的形狀記憶特性有明顯影響，隨著變形量的增加，形狀恢復(fù)率減小，而恢復(fù)力增大。
　　MWCNT-g-PLACLs/PLACL80復(fù)合材料中，PLACL80結(jié)晶

7、相作為固定相，PLACL80無定型相作為可逆相，MWCNTs本身作為物理交聯(lián)點(diǎn)，起著固定相的作用，MWCNT-g-PLACLs表面包覆的PLACL共聚物作為可逆相；MWCNT-g-PLACLs的加入使固定相的含量增加，有利于形狀固定和儲(chǔ)存更多的內(nèi)應(yīng)力，此外，添加MWCNT-g-PLACLs提高PLACL80共聚物的強(qiáng)度，有利于形狀保持和獲得更大內(nèi)應(yīng)力，因此，改善了PLACL80共聚物基體的形狀記憶特性。
　　MWCNTs-g-PL