冷结晶对杨木纤维/聚乳酸复合材料性能的影响

采用杨木纤维与聚乳酸(PLA)粉末共混压制成一种新型生物质复合材料,以不同升温方式对纯PLA板材及其复合材料进行冷结晶,并通过示差扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(POM)、扫描电子显微镜(SEM)和万能力学试验机等对其进行测试和表征。结果表明:通过冷结晶方法,纯PLA板材和复合材料的结晶度分别由6%和18.3%提高到50%左右,两者的密度和冲击强度没有发生明显变化; 但是复合材料弯曲强度和模量分别下降了约30%和16%,纯PLA板的弯曲强度也有一定程度的下降。通过SEM对复合材料微观结构进行表征,发现力学强度的下降是由于结晶后的PLA基体与木纤维之间的界面相容性变差造成的。通过POM观察冷结晶过程,发现纯PLA板及其复合材料形成大量的微小晶体,导致两者的透明性下降,因此,调控晶体结晶度有望成为改变PLA材料透明性能的新方法。     

两亲性多臂星形聚合物的合成及其对聚乳酸纤维改性的应用研究

聚乳酸(PLA)是一种来源于可再生资源的热塑性脂肪族聚酯,具有诸多优异的性能,如生物可降解性、生物相容性及良好的机械性能,在生物医疗领域中得到了广泛应用.但是,PLA的高度疏水性不利于细胞在其表面的黏附,而且在体内降解的周期较长,这些缺点在一定程度上限制了聚乳酸在生物医疗领域中的应用.为了解决这一问题,该文采用开环聚合(ROP)与原子转移自由基聚合(ATRP)相结合的方法合成了两亲性多臂星形聚合物CD-(PCL-b-PAA)₂₁,并通过静电纺丝技术电纺CD-(PCL-b-PAA)₂₁和PLA的混合溶液制备了系列复合纤维膜.通过扫描电镜(SEM)和接触角仪对膜的形貌和表面润湿性能进行了表征.测试结果显示:电纺纤维表面光滑、无液滴或断裂等缺陷,这表明CD-(PCL-b-PAA)₂₁同PLA基体间的相容性良好,且随着CD-(PCL-b-PAA)₂₁含量的增加,纤维膜水的接触角逐渐减小,这意味着其表面的润湿性能逐渐提高,这为拓展PLA在生物领域中的应用提供了新途径.     

3D打印器官源脱细胞外基质血管支持补片重建腹壁的组织工程方法

以脱细胞真皮基质(acellular dermal matrix, ADM)和聚乳酸(polylactic acid, PLA)为材料制备3D打印血管支撑补片(又称支架),用于动物模型腹壁缺损的修复.优化了3D打印可植入补片的设计和实验工艺条件.对制备的3D打印补片的机械强度、表面形态、细胞毒性和生物相容性进行了测试,并与猪小肠黏膜下层(porcine small intestinal submucosa,PSIS)补片和PLA补片进行了比较.结果表明, 3D打印补片的缝合载荷、抗拉强度、亲水性和降解率均显著高于PSIS补片和PLA补片.同时,对3D打印补片的细胞相容性进行体外评价,结果表明细胞活力好且无毒.以大鼠作为动物模型,对3D打印补片的生物相容性和腹壁重建效果进行体内评价.结果表明,缺损区域修复良好,无明显感染、血清肿、血肿等情况发生.综上,证明了所制备的3D打印ADM-PLA-ADM补片比PSIS补片和PLA补片具有更好的组织再生性能, 3D打印补片可实现腹壁缺损的无张力闭合.因此, 3D打印ADM-PLA-ADM补片有望应用于腹壁重建.     

PBC/PLA/GO纳米全生物降解膜的制备及性能研究

以聚碳酸丁二醇酯(PBC)和聚乳酸(PLA)为主要原料,加入适量的氧化石墨烯(GO),通过静电纺丝机制备出纳米PBC/PLA/GO全生物降解薄膜。采用扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对全生物降解薄膜进行了分析。结果表明,全生物降解PBC/PLA材料和氧化石墨烯具有很好的相容性,随着氧化石墨烯含量的增加,全生物降解薄膜的降解性逐渐提高,薄膜的热稳定性也在升高,当氧化石墨烯的添加量为0.08%时热稳定性提高最明显。     

PLA/HBP复合材料的制备及性能研究

将生物可降解聚乳酸(PLA)与超支化聚酰胺酯(HBP)通过熔融共混制备成复合材料,考察了HBP的含量对复合材料的冲击性能、热稳定性和流变性能的影响.研究发现:HBP的质量分数不超过10%时,添加HBP可以有效提高PLA的韧性,且对基体PLA的热稳定性影响不大;HBP的加入极大地影响了材料的加工性能,即使添加少量的HBP也会使共混体系的熔体黏度产生极大的下降.     

聚乳酸微球制备的初步研究

聚乳酸PLA(polylactide)是一种无毒、可生物降解的聚合物,它具有良好的生物相容性,在医药上有广泛的应用.通过实验研究了聚乳酸浓度,表面活性剂浓度以及两者的配料比对溶媒挥发法制备聚乳酸微球及微球粒经的影响.实验为进一步制备医用聚乳酸微球和类似的医用药剂做了有益的探索.     

纳米凹凸棒对聚乳酸结晶行为的影响

采用熔融共混法制备了不同凹凸棒(Attapulgite,AT)含量的聚乳酸(PLA)/AT纳米复合材料.通过DSC研究了AT对PLA结晶行为的影响.结果显示,少量AT(≤3%)的加入使得PLA的冷结晶温度升高、高温熔融峰焓值下降,表明少量AT对PLA的结晶有抑制作用.当AT含量增加时(≥8%),PLA的冷结晶温度逐渐降低、高温熔融峰焓值逐渐增加,表明AT具有促进PLA结晶的能力.材料中,AT含量对PLA结晶能力有极大的影响.在379K进行等温结晶时,PLA的半结晶时间(t_(1/2))为4.47min;添加1%AT时,t_(1/2)增至5.63 min;而当添加8%AT时,t_(1/2)降低至3.98 min.同时,AT的加入使得PLA的结晶活化能E明显降低.在368~398K范围内,对PLA/AT纳米复合材料的熔体等温结晶动力学过程进行了分析.计算得到Avrami指数n为2.34~2.42,表明PLA主要以球晶形式生长.     

PBC/PLA/TP纳米复合全生物降解材料的研究

以聚乳酸(PLA)和聚碳酸丁二醇酯(PBC)为基体材料,利用茶多酚(TP)对材料的结构性能进行表征,通过静电纺丝机制备出PBC/PLA/TP全生物降解薄膜,采用傅立叶红外分析(FTIR)对材料的结构进行表征,通过热重分析(TG)研究了TP对共混材料热稳定性的影响,幵对薄膜进行力学性能测试。结果表明,PBC/PLA/TP全生物降解薄膜相容性好,且随着TP含量的增加,其热稳定性,力学性能等有所提高。     

聚乳酸及其共聚物的应用现状

聚乳酸(PLA)具有优良的生物相容性和可降解性,在许多领域特别是医用材料方面备受关注,得到了广泛的应用。文章对聚乳酸及其改性材料在药物控制释放、组织工程和手术缝合线等方面的研究现状做了较为详细的阐述。     

纳米蒙脱土/PAE/PLA复合材料的制备及性能

聚乳酸(PLA)材料极易脆性断裂,为了提高其韧性,采用片状纳米级蒙脱土颗粒与医用级聚酰胺弹性体(PAE)对PLA进行共混改性.测试并分析了不同混合比例条件下复合材料的力学性能,并通过SEM、DSC对材料的性能进行表征.结果表明:所得到的三元复合材料具有优良的力学性能,其中当纳米蒙脱土含量为2.5%、PAE含量为10%、PLA含量为87.5%时,材料的韧性更好,综合力学性能最佳.纳米蒙脱土及PAE的含量对体系的分散形态均有影响:当纳米蒙脱土含量为2.5%时,其在聚合物中能够均匀分散,含量继续增加时易出现团聚现象;当纳米蒙脱土含量为2.5%、PAE含量为20%时,相与相之间界面较为模糊,形成了一定厚度的界面过渡层.纳米蒙脱土被引入聚合物体系后起到成核作用,提高了PLA的结晶度,从而有利于复合材料力学性能的提高.     

QT工艺对一种B-Nb低碳贝氏体钢 组织及强韧性的影响

通过室温拉伸、摆锤冲击、光学及扫描电镜研究了QT(淬火+回火)工艺对实验钢晶界比例、晶粒尺寸、碳化物析出情况及强韧性的影响，并对其变体的分布及组合方式进行了分析.结果表明:随着回火温度的升高，实验钢强度逐渐降低，塑性逐渐提高;450T和500T钢断口为准解理型断裂，贝氏体板条间析出的碳化物及较低比例的大角度晶界使得冲击韧性较差;而600T和650T钢断口为韧窝断裂，组织中大角度晶界的比例增加，有效地阻碍了裂纹的扩展.变体分析表明，450T钢变体组合方式介于Bain group和CP(close packed)group之间，而600T钢变体之间呈现较明显的CP组合方式，同一CP group内的变体取向差较大，偏折了裂纹传播路径，提高了低温韧性.     

柠檬酸基聚酯/聚乳酸共混物的力学性能

通过缩聚反应制备一种可生物降解的柠檬酸基聚酯（PEGCA）,采用转矩流变仪将不同反应程度的PEGCA与聚乳酸（PLA）共混,制备出一种可完全生物降解的柠檬酸基聚酯/聚乳酸共混物,考察了共混物的拉伸、冲击和弯曲性能,并采用扫描电子显微镜观察其形貌.结果表明：PEGCA对PLA的增韧效果明显,使得共混物的断裂伸长率可达316%,冲击强度提高了近7倍;在不同的应变速率下,PEGCA/PLA共混物的力学性能不同,增大应变速率,将使共混物的拉伸强度提高,断裂伸长率降低;不同反应程度的PEGCA在PLA基体中的分散性不同,低反应程度的PEGCA的分散性较差,其共混物在较高变形速率下表现出更优异的韧性和延展性.     

ZrO2添加量对等离子放电烧结制备WC-6Co组织和性能的影响

以WC-6Co为主体原料，通过添加不同含量的ZrO₂作为烧结助剂，采用SPS烧结技术制备出性能出众的WC-6Co硬质合金，研究了ZrO₂烧结助剂对硬质合金显微组织及力学性能的影响规律.结果表明:随着ZrO₂添加量的增加，试样的显微组织更加致密，相对密度更大，硬度和断裂韧性也有一定程度的增加.并且，当添加ZrO₂的质量分数为3%时，试样的相对密度达到96.7%，维氏硬度增加到20.28kN·mm^-2，断裂韧性增长到12.7MPa·mm^1/2，综合性能最优.研究发现，ZrO₂可以通过促进离子的扩散和颗粒的重排促进烧结，最终使得材料的相对密度和性能均得到提升.     

MDI对聚氨酯／聚乳酸热塑性弹性体的增容作用

以生物材料聚乳酸（PLA）、聚氨酯（PU）弹性体为原料,4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为增容剂,制备了共混型热塑性弹性体（PU／PLA TPV）;研究了MDI对PU／PLA TPV性能的影响。结果显示：MDI能明显提高PU／PLA TPV力学强度,当MDI用量为7份时（PU100,PLA60,DCP3,SA1,均为质量份）,PU／PLA TPV综合性能最佳;MDI可改善PU／PLA TPV耐热性能,并且提高PU的玻璃化转变温度;通过SEM观察,增加MDI用量,PU／PLA TPV试样的断面表现出“脆-韧”转变;通过FTIR分析,MDI上的异氰酸根与PLA的羟基能够发生化学键合反应,使PLA与PU之间的界面张力减小,PU与PLA的相容性提高。     

纤维编织网增强自应力混凝土梁的弯曲性能

根据ASTMC1018—97规范对纤维网增强自应力混凝土梁的弯曲韧性进行了试验研究,得到了以不同混凝土基体和纤维束Tex含量为影响因素的荷载-挠度曲线.试验表明纤维网的加入以及Tex含量增加可以显著提高自应力混凝土梁的开裂荷载,但此时弯曲韧性指数I5,I10和I20随着开裂荷载的提升逐渐减小.同时建立了纤维编织网增强自应力混凝土这种复合材料受弯时开裂荷载的计算模型,并进行了有限元模拟,理论值、数值模拟结果和试验值吻合较好,表明该计算模型可以用来评价TRSSC梁受弯时的抗裂性能.     

两相区轧制后淬火引入马氏体降低钢板屈强比

晶粒细化和分裂增韧可使两相区轧制的层状超细晶钢板具有高强度同时韧性优异.前期研究发现轧后空冷生成的层状超细晶钢板，存在屈强比偏高的问题，高达0.9.本研究通过轧后淬火在层状超细晶组织中引入马氏体的方法降低屈强比.研究发现，在750℃和810℃轧制后淬火，层状超细晶组织中可生成体积分数约为14%的马氏体.此部分马氏体使拉伸过程中呈现连续屈服行为，提高加工硬化率，使钢板的屈强比降至0.7以下，解决了屈强比偏高的问题.此外，实验钢在具有高强度的同时，韧性优良.     

纳米蒙脱土/PAE/PLA复合材料制备及性能研究

聚乳酸(PLA)材料极易脆性断裂,为了提高其韧性,采用片状纳米级蒙脱土颗粒与医用级聚酰胺弹性体(PAE)对PLA进行共混改性。测试并分析了不同混合比例条件下复合材料的力学性能,并通过SEM、DSC对材料的性能进行表征。结果表明：所得到的三元复合材料具有优良的力学性能,其中当纳米蒙脱土含量为2.5%、PAE含量为10%、PLA含量为87.5%时,材料的韧性更好,综合力学性能最佳。纳米蒙脱土及PAE的含量对体系的分散形态均有影响：当纳米蒙脱土含量为2.5%时,其在聚合物中能够均匀分散,含量继续增加时易出现团聚现象;当纳米蒙脱土含量为2.5%、PAE含量为20%时,相与相之间界面较为模糊,形成了一定厚度的界面过渡层。纳米蒙脱土被引入聚合物体系后起到成核作用,提高了PLA的结晶度,从而有利于复合材料力学性能的提高。     

轧制道次间插入冷却对特厚钢板组织与性能的影响

使用实验轧机旁冷却装置配合轧机进行轧制实验，研究轧制道次间不同冷却工艺对特厚钢板组织和性能的影响规律.研究结果表明:采用道次间冷却工艺可以在全厚度方向获得组织细化及强韧性提高效果，采用强冷道次间冷却实验钢1/4处晶粒尺寸可细化至10μm，强度为376MPa，-40℃冲击功为169J;心部晶粒尺寸可细化至15μm，强度为360MPa，-40℃冲击功为123J.本工艺可形成470μm厚表层细晶层，晶粒尺寸可细化至5μm;粗轧道次间插入冷却工艺轧制钢板强度和冲击韧性优于中间坯冷却工艺;随冷却强度增加，钢板内部组织明显细化且强度大幅提高.     

低碳中锰Q690F高强韧中厚板生产技术

对低碳中锰Q690F高强韧中厚板进行了控扎控冷和热处理工艺试验，观察了显微组织，测定了拉伸和冲击性能，并阐述了其强韧化机制.结果表明:中锰钢的显微组织为亚微米尺度的回火马氏体+逆转变奥氏体的复合层状组织.中锰中厚板1/4厚度位置的屈服强度、抗拉强度、延伸率、-60℃冲击功分别为725MPa，840MPa，27.7%，130J.逆转变奥氏体发生相变诱导塑性(TRIP)效应产生的应变硬化是中锰钢主要的强化机制;TRIP效应吸收大量的应变能，推迟颈缩，增加均匀延伸率，是中锰钢主要的增塑机制;TRIP效应有效地提高了裂纹形成功和裂纹扩展功，是中锰钢主要的韧化机制.