资源描述：
《新型聚羟基脂肪酸类生物材料的结晶行为及纤维成形研究（可编辑）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、新型聚羟基脂肪酸类生物材料的结晶行为及纤维成形研究东华大学博士学位论文新型聚羟基脂肪酸类生物材料的结晶行为及纤维成形研究姓名:俞昊申请学位级别:博士专业:材料学指导教师:陈彦模20030901摘要新型聚羟基脂肪酸类生物材料的结晶行为及纤维成形研究摘要聚羟基脂肪酸酯是一类从菌体中分离出来的新型生物高分子材料,由于其直接从生物体中提取,因而具有良好的生物相容性、生物可吸收性和生物可降解性能,近年来引起可降解高分子利料研究人员的极大兴趣。此外由于其高结晶度、高旋光纯度以及不含催化剂等特性,也是研究高分子结晶行为的良好模型对象。作为化学纤维的原料,此类
2、材料的初生纤维在固体状态表现出的由弹性行为为主向塑性行为为主的转变直至最后表现为刚性体特征,直接影响着此类纤维的成形加工过程,成为其进一步发展的瓶颈障碍。通过研究发现,聚羟基丁酸一羟基戊酸酯在其发生剧烈快速热降解的温度以下仍然有热降解行为的发生。随受热时间的延长,分子量不断下降。通过红外等实验结果的分析,可以认为该材料是以消去方式进行降解。的球晶生长速度与时间无关,随温度的升高有先上升后下降的趋势,部分样品在最后球晶速度会再次上升。在球晶的表面出现有同心圆环状条纹,经实验验证为表面的不平整所导致,形成机理主要可能是结晶过程中的体积收缩。在结晶过
3、程中,二元共晶中羟基戊酸组分会受到排斥,结晶温度的升高会导致组分分凝现象的加剧。在较低温度下结晶所得样品的图谱在低温区的次峰在较高结晶温度时分裂成两个次峰,分析是由于结晶温度升高时的分凝现象所致。的表观粘度随剪切速率的上升下降很快。而温度的上升导致流变曲线下移,可以认为,在℃和℃温度区间内的流动性能相对温度的影响较为稳定。剪切速率对流动性能的影响变小。随含量的上升,流变曲线下移,粘度变小。本论文通过对这种材料表现出的特有流变特征、流动过程中的热稳定性以及结晶特性等深入研究基础上,在实验室内设计制造出一种特殊成形加工设备,研究高聚物结构与特殊成形
4、加工工艺条件摘要新型聚羟基脂肪酸类生物材料的结晶行为及纤维成形研究的对应关系,探讨其特殊的成形机理,最终制备出具有一定物理机械性能的生物纤维。该课题研制成功将为此类生物材料的加工、应用开辟一个非常实用的应用领域,并有十分重要的学术意义。在本论文工作中,建立了通过微型双螺杆扭矩变化来研究聚合物的热降解情况的方法。并通过对球晶生长速率的测定,对结晶生长的速度方程及影响因素做出修正。首次对球晶表面观察到的同心圆环条纹的成因作了合理解释,揭开了这一现象形成的本质。观察并剖析了在高温下结晶结构的变化,二元共晶现象在分凝效应作用下导致的晶相分裂。并在国内首
5、次通过熔融法制各了纤维,首次论证了纤维结晶结构的变化及其在外力作用下取向结构的变化。关键字:生物可降解,分凝效应,同心圆环条纹,纤维塑蔓堑型壅鍪茎堕堕璧耋生塑塑型塑笙曼堑塑墨堑丝壁型婴塑,.,%%.,%,.一一?一一..,...,。.,?...,?....,.’曲塑茎堑型窭塑苎塑堕墼耋生塑楚型塑丝曼堑塑垦堑丝堕垄婴茎,,.?,?.,.,.,,,,...,。。..,,.,..,.,.,...:,?,第页共页新型聚羟基脂肪酸类生物材料的结晶行为及纤维成形研究第一章前言.生物高分子材料概述高分子材料工业的蓬勃发展为人们生产、生活带来了许多性能优良的新
6、材料,这些材料在工、农业各个领域得到了广泛的应用,推动了社会的发展,但同时大量高分子材料废弃物也带来了较严重的环保问题“一“??现世界每年塑料产量约亿吨,其中%作为包装材料使用后被抛弃。目前城市固体垃圾中约%是塑料垃圾。合成纤维、涂料、粘合剂等其它高分子材料在加工过程和使用过程中释放的有害物质及最终废弃物也造成了严重的环境污染。例如农业用废地膜残留在土壤中可以存在好几十年,并对植物根系的生长及农用机械的工作造成影响,降低农田产量:到处丢弃的一次性发泡聚苯乙烯制品,已被人们称为“白色污染”,?。“白色污染”现指各种用过的,难以被大自然消化的塑料饮
7、瓶、塑料包装袋、农用塑料薄膜、塑料填充材料等被作为垃圾抛弃,由此而引起的~种垃圾污染现象?。自年代起,白色污染已成为生态环境的一大公害。随着人们对环境污染对人类生存威胁的进一步认识,高分子材料废弃物的环境污染问题越来越受到人们的关注,环保型材料日益受到政府、企业及科研机构的重视。从事材料科学及环境科学的学者着眼于材料的整个生命周期,从材料的加工、制备、使用及废弃等各个环节入手,寻求减少对生态环境的污染,减轻地球的负担。随着保护地球,提倡绿色技术及绿色产品的呼声日益高涨,人们意识到人类要持续发展就必须解决环境问题。在这样的背景下,生物可降解高分子
8、材料作为~种主要的环保型材料得到了较快的发展。许多科研工作者正致力于生物可降解材料的合成、表征和测试工作。其中合成纤维生物可降解性方面的研究也越来越多
