脉冲电磁场作用下碳纤维增强聚乳酸（C/PLA）复合材料的降解特性

发布时间：2022-11-09 20:45

　　碳纤维增强聚乳酸（C/PLA）复合材料被认为是应用于人体骨折内固定装置较为理想的生物可降解材料之一,受到广泛重视。但人体内环境复杂多变,不同体质人群,不同骨折部位,甚至骨折愈合不同时期对C/PLA降解特性的要求都存在差别。目前解决上述问题的出发点集中于可降解材料本身,即通过基体改性和增强体的表面处理来调整C/PLA的降解特性,以适应不同状况骨骼愈合的需要。本文将脉冲电磁场（PEF）引入C/PLA在缓冲液（PBS）中的降解过程,通过改变可降解C/PLA复合材料的外部降解环境,提出一种适合于可降解骨骼内固定治疗的辅助技术,并初步探讨其作用机理。本文对C/PLA复合材料的制备工艺进行优化。在获得良好C/PLA制件基础上,将脉冲电磁场引入到C/PLA的体外降解过程中,研究了脉冲电磁场参数对C/PLA降解过程中pH值、吸水率、重量保持率和力学性能的影响,对复合材料的界面变化进行了SEM观察。实验结果表明:随着热压温度的升高,PLA的结晶度缓慢下降;热压温度对PLA试样的Tg和Tm影响较小,但对于存在“颗粒界面”的低热压温度,PLA试样的Tg和Tm明显减小;PLA的弯曲强度与弹性模量随热压温度先升... 

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 聚乳酸的研究现状
        1.1.1 聚乳酸的合成
        1.1.2 聚乳酸的特点
    1.2 碳纤维增强聚乳酸复合材料
    1.3 聚乳酸体外降解的方法
        1.3.1 电磁辐射降解
        1.3.2 酶降解
        1.3.3 微生物降解
        1.3.4 超声波降解
        1.3.5 热降解
        1.3.6 化学降解
    1.4 碳纤维增强聚乳酸复合材料的溶液降解机理
        1.4.1 基体降解
        1.4.2 界面降解
    1.5 脉冲电磁场技术的研究现状
        1.5.1 脉冲电磁场技术在材料制备中的应用
        1.5.2 脉冲电磁场技术在医学中的应用
    1.6 选题的目的和意义
    1.7 本文主要研究的内容
2 实验内容及方法
    2.1 实验材料及设备
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验设备
    2.2 实验方法
        2.2.1 实验的参数与设计
        2.2.2 实验过程
    2.3 结构表征与性能测试
        2.3.1 热压实验中的结构表征与性能测试
        2.3.2 脉冲电磁场处理实验中的结构表征与性能测试
        2.3.3 吸水率、重量保持率的计算公式
        2.3.4 弯曲强度和剪切强度的计算公式
3 热压温度对聚乳酸材料结构及力学性能的影响
    3.1 热压温度对聚乳酸结构的影响
        3.1.1 热压温度对聚乳酸结晶度的影响
        3.1.2 热压温度对聚乳酸特征温度的影响
    3.2 热压温度对聚乳酸力学性能的影响
        3.2.1 热压温度对聚乳酸弯曲强度的影响
        3.2.2 热压温度对聚乳酸弹性模量的影响
    3.3 本章小结
4 脉冲电磁场对C/PLA体外降解性能的影响
    4.1 脉冲电磁场对C/PLA的pH值的影响
    4.2 脉冲电磁场对C/PLA吸水率的影响
    4.3 脉冲电磁场对C/PLA重量保持率的影响
    4.4 脉冲电磁场对C/PLA力学性能的影响
        4.4.1 脉冲电磁场对C/PLA弯曲强度的影响
        4.4.2 脉冲电磁场对C/PLA剪切强度的影响
    4.5 C/PLA界面形貌观察
    4.6 脉冲电磁场对PLA基体特征温度的影响
    4.7 脉冲电磁场作用下C/PLA的降解模型
    4.8 本章小结
5 脉冲电磁场参数对C/PLA体外降解性能的影响
    5.1 PEF电压对C/PLA体外降解性能的影响
        5.1.1 PEF电压对C/PLA降解溶液pH值的影响
        5.1.2 PEF电压对C/PLA吸水率的影响
        5.1.3 PEF电压对C/PLA重量保持率的影响
        5.1.4 PEF电压对C/PLA弯曲强度的影响
        5.1.5 PEF电压对C/PLA剪切强度的影响
        5.1.6 C/PLA界面形貌观察
    5.2 PEF频率对C/PLA体外降解性能的影响
        5.2.1 PEF频率对C/PLA降解溶液pH值的影响
        5.2.2 PEF频率对C/PLA吸水率的影响
        5.2.3 PEF频率对C/PLA重量保持率的影响
        5.2.4 PEF频率对C/PLA弯曲强度的影响
        5.2.5 PEF频率对C/PLA剪切强度的影响
        5.2.6 C/PLA界面形貌观察
    5.3 脉冲电磁场参数对C/PLA降解的影响机理
    5.4 本章小结
6 结论
参考文献
攻读硕士期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3704863