PLA-P3-4HB共混纖維的制備、表征及生物降解性能研究.pdf

1、聚羥基脂肪酸酯(PHA)是一類由微生物發(fā)酵、可降解的高分子聚酯,具有優(yōu)異的生物相容性和生物可降解性,近幾年引起了國內(nèi)外眾多科研工作者的極大關(guān)注。作為PHA家族一員,聚(3-羥基丁酸-co-4-羥基丁酸共聚酯)(P3/4HB)受4HB含量增加的影響,由結(jié)晶性的硬塑料(e.g.,5％4HB含量)向富有彈性的橡膠態(tài)(e.g.,30%4HB含量)過渡。P(3HB-co-20%4HB)結(jié)晶速度慢、容易粘連,嚴(yán)重影響到成纖的加工。本課題運用共混改性

2、和熔融紡絲、水浴等溫結(jié)晶、拉伸取向、退火等工藝制備了不同質(zhì)量比的PLA/P(3HB-co-20%-4HB)(80/20、70/30、60/40、50/50、40/60、30/70、20/80)共混纖維,并研究了其體外降解行為。
　　利用電子萬能拉力試驗機(jī),研究了P3/4HB纖維制備過程中各工藝參數(shù)與纖維拉伸強(qiáng)度的關(guān)系以及在體外降解過程中纖維的機(jī)械強(qiáng)度保持情況。利用示差掃描量熱儀DSC和X射線衍射(XRD)研究了纖維結(jié)晶性能的變化;

3、利用熱失重儀(TGA)研究了纖維的熱穩(wěn)定;利用電子掃描電鏡SEM觀測纖維的表面形態(tài)及粗糙度的變化。
　　DSC和SEM研究結(jié)果表明盡管PLA/P3/4HB混合纖維是不相容的,但是顯示出分子上的交聯(lián)。我們發(fā)現(xiàn)P3/4HB的加入改變了PLA的力學(xué)性能,共混纖維模量隨著PLA組分在混合比例中含量的增大而增大;非等溫結(jié)晶研究結(jié)果顯示,PLA的加入提高了結(jié)晶度,但是PLA40的結(jié)晶度和力學(xué)強(qiáng)度數(shù)據(jù)變化趨勢保持一致。等溫結(jié)晶研究顯示隨著PLA

4、加入,半結(jié)晶時間變小。同時,XRD衍射峰隨著PLA組分含量的增多而增強(qiáng),P3/4HB的加入對PLA晶體結(jié)構(gòu)有一定影響,但不影響PLA的結(jié)晶形態(tài)?？s水率數(shù)據(jù)表明,隨著PLA含量增高,縮水率下降,同時縮水率對溫度表現(xiàn)出更加的敏感度。
　　能適合制備手術(shù)縫合線和其他醫(yī)學(xué)材料應(yīng)用材料的是PLA/P(3HB-co-20%-4HB)(40:60),因為PLA/P(3HB-co-20%-4HB)(40:60)混合纖維有相對比其他混合纖維良好的力

5、學(xué)和熱學(xué)性能。
　　體外降解實驗研究結(jié)果表明:降解4周后,PLA/P3/4HB混合纖維斷裂強(qiáng)度逐漸降低,伴隨著質(zhì)量的下降。同時,P3/4HB含量的增高加快了PLA/P3/4HB混合纖維的降解速度,體外降解12周后,PLA20混合纖維保留了初始強(qiáng)度的66.00%,質(zhì)量保持率為60%左右。PLA40混合纖維結(jié)晶度從42.25%,到6周逐漸增加到56%,然后逐漸降低到35.59%,與PLA40體外降解強(qiáng)度保持率保持一致。降解速度的大小排