外消旋聚乳酸_多壁碳纳米管复合材料的制备及性能研究.pdf

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1、第３４卷第１期湘潭大学自然科学学报Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．１２０１２年３月ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉａｎｇｔａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｒ．２０１２外消旋聚乳酸／多壁碳纳米管复合材料的＊制备及性能研究刘桂桢，李江宇＊，谢淑红（湘潭大学材料与光电物理学院，低维材料及其应用技术教育部重点实验室，湖南湘潭４１１１０５）［摘要］采用溶液共混法制备了外消旋聚乳酸／多壁碳纳米管（ＰＤＬＬＡ／ＭＷＮＴ－ＣＯＯＨ）复合材料．分别采用差示扫描量热仪（ＤＳＣ）、热重分析仪（ＴＧＡ）、扫描电镜（ＳＥＭ）对复合材料进行了表征，并借助纳米压痕测试系统和高阻计对复合材料进行了力学和电

2、学性能测试．结果显示，复合材料的玻璃化温度都在５３℃左右；热稳定性能随着碳纳米管的加入而提高；当碳纳米管的重量分数不高于５％时，其团聚现象比较轻微；弹性模量和硬度在碳纳米管重量分数为５％时达到最大值；体积电导率随碳纳米管含量的增加不断提高，当碳纳米管含量为７％时，复合材料的体积电导率较纯的ＰＤＬＬＡ增加了８个数量级．关键词：外消旋聚乳酸；多壁碳纳米管；热稳定性；纳米压痕；体积电导率中图分类号：ＴＢ３３２文献标识码：Ａ文章编号：１０００－５９００（２０１２）０１－００２３－０５ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＰｏｌｙ（Ｄ，Ｌ－ｌａｃｔｉｄｅ）／Ｍｕｌｔｉ－

3、ＷａｌｌｅｄＣａｒｂｏｎＮａｎｏｔｕｂｅｓＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＬＩＵＧｕｉ－ｚｈｅｎ，ＬＩＪｉａｎｇ－ｙｕ＊，ＸＩＥＳｈｕ－ｈｏｎｇ（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＬｏｗＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＦａｃｕｌｔｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ，ＸｉａｎｇｔａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎｇｔａｎ４１１１０５Ｃｈｉｎａ）【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｐｏｌｙ（Ｄ，Ｌ－ｌａｃｔｉｄｅ）（ＰＤＬＬＡ）ｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔ

4、ｓｍｕｌｔｉ－ｗａｌｌｅｄｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅｓ（ＭＷＮＴ－ＣＯＯＨ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｓｏｌｕｔｉｏｎｃｏ－ｂｌｅｎｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｃａｎｎｉｎｇｃａｌｏｒｉｍｅ－ｔｅｒ（ＤＳＣ），ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃａｎａｌｙｚｅｒ（ＴＧＡ），ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）ｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｃｈａｒａｃ－ｔｅｒｉｚｅｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｕ

5、ｓｉｎｇａｎａｎｏｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｎｄＨｉｇｈＲｅｓｉｓｔａｎｃｅＭｅｔｅｒ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｇｌａｓｓｔｅｍ－ｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｅｒｅａｌｌａｂｏｕｔ５３℃，ｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｉｅｓｗｅｒｅｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅＭＷＮＴ－ＣＯＯＨ，ａｎｄｔｈｅａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎｏｆＭＷＮＴ－ＣＯＯＨｗａｓｓｌｉｇｈｔｗｈｅｎｉｔｓｗｅｉｇｈｔｆｒａｃｔｉｏｎｗａｓｎｏｔｍｏｒｅｔｈａｎ５％．Ｂｏｔｈｔｈｅｅｌａｓｔｉｃｍ

6、ｏｄｕｌｕｓａｎｄｈａｒｄｎｅｓｓｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｒｅａｃｈｅｄａｍａｘｉｍｕｍｖａｌｕｅｗｈｅｎｔｈｅｗｅｉｇｈｔｆｒａｃｔｉｏｎｏｆＭＷＮＴ－ＣＯＯＨｗａｓ５％．ＴｈｅｖｏｌｕｍｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆＭＷＮＴ－ＣＯＯＨ，ａｎｄｉｔｗａｓａｌｍｏｓｔ８ｏｒｄｅｒｓｏｆｍａｇｎｉｔｕｄｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｆｏｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｗｉｔｈ７％ＭＷＮＴ－ＣＯＯＨｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈａｔｏｆｔｈｅｐｕｒｅＰＤＬＬＡ．Ｋ

7、ｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙ（Ｄ，Ｌ－ｌａｃｔｉｄｅ）；ＭＷＮＴ－ＣＯＯＨ；ｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｎａｎｏｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ；ｖｏｌｕｍｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ聚乳酸属于脂肪族聚酯，具有优异的生物相容性、生物降解性和生物可吸收性，因而被广泛地用做［１］医用生物材料，如骨折内固定材料、手术缝合线、组织工程材料、药物控制释放材料、眼科植入材料等．［２，３］此外，由于它的加工性能良好，因此也可以作为通用塑料应用于工农业生产、生活等领域．［４］聚乳酸的生产原料十分丰富，可经玉米、小麦等可再