可生物降解性聚合物层状硅酸盐纳米复合材料的研究进展.pdfVIP

维普资讯 第21卷第3期 高分子材料科学与工程 v。1．21，N0．3 2005年 5月 POLYMER MATERIALSSCIENCEANDENGINEERING May2005 可生物降解性聚合物一层状硅酸盐 纳米复合材料的研究进展 · 任 杰，廖文俊 (同济大学材料科学与工程学院 ，纳米与生物高分子材料研究所。上海 200092) 摘要：可生物降解性聚合物一层状硅酸盐蚋米夏合材料 比聚合物基体有更好的力学强度、热稳定性、热变 形温度、气体阻隔特性和更快的降解速率，表现出剪切变稀、模量升高、似固体行为等漉变特性。文中综 述了可生物降解性聚合物蚋米夏合材料的制备方法、表征手段、性能潮试及其应用等方面的研究进展。 关键词：纳米复合材料；层状硅酸盐；生物降解性；力学性能；气体阻隔性 中图分类号 ：TB383 文献标识码：A 文章编号 ：1000—7555(2005)03-0040-05 近年来 “绿色聚合物材料”的研究已越来越 PCL是一种可生物降解性聚酯，但其玻璃 受重视，如可生物降解性脂肪族聚酯(BAP)、聚 化转变温度丁。和熔融温度 (丁 )较低 (大约为 乳酸 (PIA)、聚f}-羟基丁酸酯 (PHB)、聚己内 一 55℃和 65℃)，这大大限制了PCL的应用 酯 (PCI)、聚乙交酯 (PGA)、支链淀粉酶、甲壳 范围。为了提高PCL的力学性能，近年来有关 素衍生物等，这些聚合物 已被用来合成各种各 PCL一硅酸盐纳米复合材料的研究已有所报道。 样的材料。但在实际应用中，这类材料还有一些 Messersmith等H通过有机改性硅酸盐和 缺陷，如生产费用较高、较难制备以及冲击强度 PCL的混合制得了PCL硅酸盐纳米复合材 较低等。 料 ，混合过程中采用了单体聚合的方法。结果表 为了克服生物材料力学性能较差等特点， 明，该纳米复合材料的气体阻隔性能大大提高。 研究者们 以PLA、PCL、BAP等为基体制备出 Jimenez等[2]以氯仿作溶剂采用溶剂浇注 层状硅酸盐纳米复合材料PlA—MMT[1]、PCL— 法制得了PCL／OMMT纳米复合材料，并对其 MMT[2]、BAP—MMT[3]，这不仅大大降低了成 结构、热性能和力学性能进行了表征。从等温结 本，并使可加工性范围大大增加，最重要的是提 晶实验中他们发现加入少量的OMMT能加速 高了这些聚合物基体的生物降解速率。在蒙脱 PCI的结晶，而大量的OMMT会延缓PCL的 土填充体系中，由于微细晶粒融入到聚合物晶 结晶。他们认为整个过程的等温结晶速率由扩 格阵内部 ，其 中片状硅酸盐层就会阻碍在材料 散和成核速率来决定。他们又得出随着蒙脱土 扩散通道 中散布分子的流动，从而提高材料的 含量的增加，材料的拉伸速率提高，这说明粘土 阻隔性能。又由于PLA、PCL、BAP等具有生物 起不到应力集中的作用，而是当温度升高时加 降解性，因此 以这些聚合物制备的纳米复合材 速了材料的形变。在混合物拉伸过程中发生了 料作为包装材料不仅有更好的阻隔性能，而且 细纤维化并伴随着似平面空穴的形成，这些空 不会污染环境，在生活中已得到广泛应用。 穴与薄膜表面平行。因此，他们认为拉伸速率的 提高可能与纤维化机理有关，即在触液取向胶 1 PCL一层状硅酸盐纳米复合材料 之间很容易发生细纤维化 ，由此 PCI／OMMT