【摘要】：聚己內(nèi)酯(PCL)是一種新型可生物降解性高分子材料,并具有良好的生物相容性,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域具有十分重要的應(yīng)用價值。但PCL的一個嚴重缺陷是它的熔點較低,只有60℃左右,因此,耐熱變形性能非常差。作者嘗試利用高能輻射對PCL進行處理來提高PCL的耐熱性、強度、尺寸穩(wěn)定性,并賦予PCL形狀記憶特性。 本文首先研究了不同分子量的PCL在不同溫度條件下的輻射交聯(lián)規(guī)律及γ-輻照對不同分子量的PCL的力學(xué)性能、熱性能、結(jié)晶行為的影響,在此基礎(chǔ)上,研究了輻射交聯(lián)后的PCL的形狀記憶行為。研究結(jié)果表明,PCL的分子量越大,輻射交聯(lián)所需的凝膠化劑量越低。溶膠分數(shù)S+S~(1/2)與1/D的關(guān)系很好地符合Charlesby-Pinner關(guān)系式,說明PCL的輻射交聯(lián)屬于無規(guī)交聯(lián)。提高溫度有利于PCL的輻射交聯(lián),溫度越高,凝膠化劑量降低,輻射交聯(lián)G_C增加,裂解與交聯(lián)比率降低。輻射劑量對PCL的力學(xué)性能影響顯著,劑量越大,拉伸強度和斷裂伸長率下降越多,但分子量較高的PCL的拉伸強度受劑量的影響較小。DMA分析表明,PCL輻照交聯(lián)后的彈性模量和耐熱性能顯著提高。交聯(lián)度較高的PCL表現(xiàn)出高彈態(tài),可以拉伸。DSC分析表明,輻射交聯(lián)使PCL的結(jié)晶度有所增加,但也使結(jié)晶熔點有所降低。適度交聯(lián)(凝膠含量10%)的PCL具有良好的形狀記憶功能,形變恢復(fù)率可達到100%;形變恢復(fù)速率和輻射交聯(lián)程度有關(guān),交聯(lián)度越大,形變恢復(fù)越快;形變恢復(fù)溫度和PCL的熔點相關(guān),約在52～60℃之間。 分別從聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、化學(xué)熱力學(xué)及Maxwell-Wiechert粘彈模型對輻射交聯(lián)PCL產(chǎn)生形狀記憶效應(yīng)的原理進行了分析和論證。 其次,研究了聚酯丙烯酸酯(PEA)類多官能團物質(zhì)對PCL的強化輻射交聯(lián)效應(yīng)。分別研究了PEA的用量、PEA的官能團數(shù)目、輻射劑量等因素對PCL的輻射交聯(lián)規(guī)律、力學(xué)性能、動態(tài)機械性能、結(jié)晶動力學(xué)行為、形狀記憶行為等性能的影響。研究結(jié)果表明,添加PEA后的PCL的輻射交聯(lián)規(guī)律不再遵從Charlesby-Pinner關(guān)系式,而是符合陳欣方-劉克靜-唐敖慶公式。PEA的加入可以顯著提高PCL輻射交聯(lián)的效率,相同劑量時,官能團數(shù)目越多、用量越大的樣品,生成的凝膠含量越多,強化輻射交聯(lián)效應(yīng)越大,強化交聯(lián)PCL的拉伸強度提高。據(jù)此對多官能團物質(zhì)強化輻射交聯(lián)的機理進行了分析和討論。 強化輻射交聯(lián)PCL的動態(tài)力學(xué)分析表明,隨著PEA用量及輻射劑量的增加,其彈性模量升高。強化交聯(lián)的PCL樣品在其熔點以上都呈現(xiàn)出高彈態(tài)平臺,
【圖文】：

控制熱收縮材料、地下絕緣熱收縮材料、大直徑護套熱收縮套管，這些材料的性能要求各異，配方不同，但都具有形狀記憶特性，使用非常方便和可靠，具有很好的經(jīng)濟效益和社會效益。圖1一8給出了熱收縮材料在地下電纜接續(xù)上應(yīng)用的情況。(2)石油化工管道的防腐石油化工管道的接口處需要焊接，原有的防護層會遭到破壞。為了保證焊接部位的防腐蝕要求，一般是在接口部位包覆內(nèi)趁熱融粘合劑的形狀記憶聚合物類包覆片。在形狀記憶聚合物受熱收縮的同時，內(nèi)趁熱融粘合劑融化，鋼管和形狀記憶聚合物包覆層就會牢固地結(jié)合在一起，阻止水分和氧氣的侵蝕。常用的材料為輻射交聯(lián)聚乙烯或聚乙烯和EVA(乙烯一醋酸乙烯共聚物)的共混物所制成的形狀記憶材料。由于我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和環(huán)保的要求，國家正在實施西氣東輸工程，許多城市也在實施天然氣替代煤炭的城市能源變革，需要鋪設(shè)大量管道，因此，形狀記憶聚合物在管道防腐方面的應(yīng)用潛力很大。a。b.C。圖1一9應(yīng)用于治療血栓的形狀記憶聚合物微驅(qū)動器示意圖a將一根形狀記憶聚合物和導(dǎo)管一起插入血栓中b導(dǎo)管退出

43T。二p。r一tur。(℃)圖2一巧不同輻射劑量的H一7樣品的MDSC掃描曲線2.6輻射交聯(lián)對聚己內(nèi)醋降解性能的影響聚己內(nèi)酷是一種降解性材料，降解過程除了和化學(xué)結(jié)構(gòu)、形態(tài)、形狀等因素有關(guān)外，還受水分、微生物、酶的影響，目前，有關(guān)聚合物降解性的評價方法還不統(tǒng)一，但一般認為，聚酷類聚合物的降解過程主要是分子鏈末端的梭基自催化的酷鍵水解過程和酶催化水解過程，因此，研究聚己內(nèi)酷在水中的水解過程對于其在自然環(huán)境和生物體內(nèi)的應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。我們測試了聚己內(nèi)酷在pH=6.86的磷酸二氫鈉緩沖溶液中的降解特性，主要是想探討輻射交聯(lián)對降解性能的影響。2.6.1重量的變化不同分子量、不同輻射劑量的聚己內(nèi)酷樣品在pH=6.86的磷酸二氫鈉緩沖溶液中浸泡不同時間后重量的變化如圖2一16一圖2一18所示。從圖2一16一圖2一18可以看出，隨輻射劑量的增加，質(zhì)量損失率下降。聚合物降解后的質(zhì)量損失，除了和分子量、結(jié)晶度、交聯(lián)度等因素有關(guān)外〔”一’“1，還受聚合物分子擴散的影響。隨著輻射劑量的增加
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：TB324

【引證文獻】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 李偉;蠶絲絲素纖維增強聚（ε-己內(nèi)酯）復(fù)合材料的制備、表征與應(yīng)用研究[D];上海交通大學(xué);2009年

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本文編號：2691410