不同旋光结构聚乳酸体系冷结晶行为及其影响因素研究

发布时间：2018-04-28 17:52

  本文选题：聚乳酸 + 冷结晶行为　； 参考：《东华理工大学》2012年硕士论文

【摘要】：聚乳酸具有良好的生物相容性、可生物降解性以及良好的力学性能，在包装、农业、生物医学材料等领域得到了广泛的应用。不同旋光性的乳酸单体分子合成的聚乳酸有左旋聚乳酸(PLLA)、右旋聚乳酸(PDLA)和消旋聚乳酸(PDLLA)三种。不同旋光结构聚乳酸的结晶能力不同。对结晶性高分子而言，结晶能力的大小、结晶度和晶体形态是影响高分子材料制品性能的重要因素。因此本文系统地研究了不同旋光结构聚乳酸体系的冷结晶行为。主要研究结果如下： (1)对比研究了物理老化和玻璃化温度(Tg)以上退火的PLLA样品的冷结晶行为。研究结果表明，物理老化和Tg以上退火PLLA的冷结晶能力都得到了增强，并且Tg以上退火样品的增强效果更明显。形态学观察发现，物理老化PLLA中的成核密高于Tg以上退火样品，但结晶动力学数据却显示物理老化PLLA的晶体生长速率有显著的下降。这是因为PLLA样品在物理老化过程中受限的链段运动能力在冷结晶过程没有完全回复，使得PLLA的晶体生长速率下降。而Tg以上退火对晶体的生长速率没有影响，，成核密度的增加是结晶加快的唯一原因。 (2)研究了热处理对左旋聚乳酸及其与消旋聚乳酸1:1共混物的冷结晶行为的影响。结果表明，热处理后PLLA冷结晶速率的加快，是通过增强成核来实现的。冷却速率越慢，成核效应越显著，PLLA的结晶速率越快。相比于PLLA，PLLA/PDLLA共混物成核能力的变化对冷却速率不敏感。这与非结晶性PDLLA阻碍了热处理过程中局部有序结构的形成有关。 (3)研究了右旋聚乳酸与左旋聚乳酸共混物的冷结晶行为，探讨了高度有序PLA立体复合物的形成机理。研究发现PLLA/PDLA共混物的冷结晶温度越低，形成的PLA立体复合物的熔点反而更高。这是因为冷结晶温度越低，形成的PLA立体复合物的有序度越低。在低温冷结晶形成的无序PLA立体复合物，在高温会通过重要的固-固相转变进行结构重排，从而得到高度有序的PLA立体复合物，具有较高的熔点。而在高温结晶形成的有序PLA立体复合物，基本不进行结构重排，熔点相对较低。
[Abstract]:Polylactic acid (PLA) has been widely used in packaging, agriculture, biomedical materials and other fields because of its good biocompatibility, biodegradability and good mechanical properties. Three kinds of polylactic acid (PLLAA), PDLA (D-Polylactic acid) and PDLLA (racemic polylactic acid) were synthesized with different optical activity of lactic acid monomers. The crystallization ability of polylactic acid with different optical rotation structure is different. For crystalline polymers, the degree of crystallinity, crystallinity and crystal morphology are important factors affecting the properties of polymer products. Therefore, the cold crystallization behavior of polylactic acid with different optical rotation structures has been studied systematically. The main findings are as follows: (1) the cold crystallization behavior of PLLA samples annealed above physical aging and glass transition temperature (TG) was studied. The results show that the cold crystallization ability of both physical aging and annealed PLLA above TG is enhanced, and the strengthening effect of annealed samples above TG is more obvious. Morphological observation showed that the nucleation density of physical aging PLLA was higher than that of annealed samples above TG, but the crystallization kinetics data showed that the crystal growth rate of physically aged PLLA decreased significantly. This is due to the fact that the limited chain mobility of PLLA samples during physical aging is not fully recovered during cold crystallization, which results in a decrease in the growth rate of PLLA crystals. However, annealing above TG has no effect on the growth rate of crystals, and the increase of nucleation density is the only reason for the acceleration of crystallization. The effect of heat treatment on the cold crystallization behavior of L-polylactic acid and its blends with 1:1 racemic polylactic acid was studied. The results show that the accelerated cold crystallization rate of PLLA after heat treatment is achieved by strengthening nucleation. The slower the cooling rate is, the faster the crystallization rate of PLLA is. The change of nucleation ability of PLLA / PDLLA blends is insensitive to cooling rate compared with PLLA / PDLLA blends. This is related to the non-crystalline PDLLA hindering the formation of local ordered structure during heat treatment. The cold crystallization behavior of the blends of D-polylactic acid and L-polylactic acid was studied, and the formation mechanism of highly ordered PLA stereoscopic complexes was discussed. It is found that the lower the cold crystallization temperature of PLLA/PDLA blends, the higher the melting point of the PLA solid complexes. This is because the lower the cold crystallization temperature, the lower the order degree of the formed PLA solid complexes. The disordered PLA solid complexes formed by cold crystallization at low temperature will be rearranged by the important solid-solid phase transition at high temperature, thus the highly ordered PLA solid complexes will be obtained, which has a higher melting point. However, the ordered PLA solid complexes formed at high temperature do not undergo structural rearrangement, and the melting point is relatively low.
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R318.08

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 潘丽爱;吴艳丽;林高强;崔毅;吴文福;;生物材料改性聚乳酸的研究进展[J];农业机械;2011年14期

2 高勤卫;李明子;寇琴;吴国成;;丝素蛋白/聚D,L-乳酸共聚物的研究[J];林产化学与工业;2011年03期

3 王忠磊;高岩;赖春花;卢海宾;李少冰;蒋颖;韦丛云;周磊;;改良自乳化溶剂扩散法制备MePEG-PLA纳米粒对成骨细胞的毒性[J];中国组织工程研究与临床康复;2011年21期

4 马海冰;邰志新;孙东飞;齐元园;刘斌;阎兴斌;;聚乳酸/纳米羟基磷灰石/氧化石墨烯纳米复合膜的制备及生物性能研究[J];材料导报;2011年10期

5 李晋波;刘宣勇;李伟锋;朱剑豪;;生物活性聚乳酸/SiO_2-CaO复合薄膜的制备和表征(英文)[J];无机材料学报;2011年09期

6 刘磊力;陈长亮;郑永攒;李鹏;陈明辉;;胶原蛋白改性聚乳酸的合成与表征[J];功能材料;2011年S3期

7 焦简金;丁晓红;郑璇;卢艺华;刘榕芳;肖秀峰;;冷冻抽提相分离法制备聚乳酸多孔支架[J];功能材料;2011年S3期

8 ;中国生物材料产品的研发与应用[J];中国组织工程研究与临床康复;2011年21期

9 张波;权毅;谢庆云;潘显明;伍红桦;赵凯敏;屈波;廖冬发;邓斌;;大鼠组织工程人工骨的体外动态灌注培养构建[J];中国老年学杂志;2011年15期

10 周吉超;张绍丹;戴婉薇;卓彦伶;郭宝华;曾心苗;张纯;王薇;;膜性高分子材料在兔眼部的生物相容性[J];中国实验动物学报;2011年04期

相关会议论文 前10条

1 邢倩;董侠;张秀芹;王笃金;;聚酰胺蜡对聚乳酸结晶行为的影响及其机理[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年

2 满长阵;王维维;任伍杨;江龙;淡宜;;TiO_2与聚乳酸基体相互作用的研究[A];2010年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集（下册）[C];2010年

3 屠红斌;袁卉华;李芹;李碧云;赵仕芳;张彦中;;同轴电纺制备明胶涂覆的聚乳酸亚微米/纳米纤维[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年

4 孙敬茹;于海洋;马丽莉;杨晨光;陈学思;;不同旋光结构的聚乳酸共混体系的热力学行为及性能研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年

5 张晓惠;黎厚斌;顾文娟;刘兴海;;壳聚糖-g-聚乳酸聚合物的制备及其交联膜研究[A];第十三届全国包装工程学术会议论文集[C];2010年

6 赵剑豪;廖凯荣;全大萍;卢泽俭;;低左旋度聚乳酸的体外降解行为研究[A];第九届全国生物材料学术会议（CBMS-9）论文集[C];2002年

7 王倩;姜小婷;张普敦;;用红外显微成像技术比较聚乳酸/羟基磷灰石和聚乳酸/生物活性玻璃的降解过程[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年

8 张秀芳;沈新元;杨庆;郯志清;金晨倩;;可降解的聚乳酸在生物医学上的应用[A];第九届全国生物材料学术会议（CBMS-9）论文集[C];2002年

9 汪多仁;;聚乳酸的开发与应用进展[A];2002年中国工程塑料加工应用技术研讨会论文集[C];2002年

10 鲁玺丽;蔡伟;赵连城;;高分子量聚L-乳酸的合成和表征[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年

相关重要报纸文章 前10条

1 姜小毛;聚乳酸餐具在福州问世[N];中国化工报;2003年

2 吴昌林 记者 李宝森;哈尔滨将建全球第二大聚乳酸生产基地[N];黑龙江日报;2004年

3 秀平;新包材聚乳酸 应用前景广阔[N];中国食品质量报;2004年

4 尚绿;海正聚乳酸可造“植物环保笔”[N];科技日报;2009年

5 任讯;我国聚乳酸研究正起步[N];中国包装报;2005年

6 胡斌;聚乳酸在医药领域中应用前景广阔[N];中国化工报;2002年

7 日报株式会社 供稿;日本开发珠粒法聚乳酸（PLA）树脂发泡体[N];中国包装报;2008年

8 ;玉米原料丰富 聚乳酸发展前景广阔[N];中国包装报;2004年

9 记者 赵冰毅 通讯员 吴昌林;万吨级聚乳酸生产基地将在哈落户[N];中国化工报;2005年

10 记者　 刘侃 郑颖;“玉米塑料”要抓紧快上[N];科技日报;2005年

相关博士学位论文 前10条

1 李铭;增塑、成核及取向对聚乳酸结晶行为的影响[D];郑州大学;2011年

2 郭超;聚乳酸多孔支架的制备和性能研究[D];东南大学;2005年

3 王静;纳米纤维（NF）左旋聚乳酸（PLLA）支架材料在牙本质牙髓组织工程中的应用研究[D];第四军医大学;2010年

4 刘江涛;生物可降解性血管内支架的研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2006年

5 郑金刚;可降解雷帕霉素涂层支架抑制小型猪冠状动脉支架置入术后再狭窄的可行性研究[D];中国协和医科大学;2002年

6 王宁;聚乳酸共混改性研究[D];天津大学;2007年

7 闵少雄;恒河猴间充质干细胞诱导分化成骨细胞复合PDLLA/PLA-PEG-PLA嵌段共聚物支架修复颅骨缺损[D];第一军医大学;2004年

8 蒋新宇;抗癌药物纳米粒载体系统的制备及其性能研究[D];中南大学;2005年

9 江兵兵;表面聚合法制备生物降解性聚合物胶体微粒及其药物释放研究[D];浙江大学;2005年

10 肖玉梅;聚合物调控下纳米磷灰石/聚乳酸原位复合材料研究[D];四川大学;2007年

相关硕士学位论文 前10条

1 潘虹;聚乳酸/笼型倍半硅氧烷纳米复合材料的制备与性能研究[D];北京化工大学;2010年

2 王慧珊;聚乳酸/石墨烯纳米复合材料的制备和结晶行为[D];北京化工大学;2012年

3 邹淑芬;不同旋光结构聚乳酸体系冷结晶行为及其影响因素研究[D];东华理工大学;2012年

4 赵申;聚乳酸多嵌段共聚物的合成及表征[D];浙江大学;2005年

5 缪志和;聚乳酸构建组织工程化软骨的实验研究[D];第二军医大学;2000年

6 陆颖音;基于叔丁基杯[6]芳烃成核剂的聚乳酸结晶过程调控研究[D];华东理工大学;2012年

7 刘英豪;聚乳酸中间体丙交酯制备工艺的初步探索研究[D];南京理工大学;2004年

8 黄文学;混旋聚乳酸/磷酸三钙复合材料修复下颌骨缺损的实验研究[D];武汉大学;2002年

9 王斌;活体内降解性聚乳酸——甲壳素接骨板生物相容性组织学观察实验研究[D];第一军医大学;2001年

10 吕小东;bFGF调节兔关节软骨细胞与包埋后的聚乳酸体外培养实验研究[D];中国医科大学;2003年

本文编号：1816277