聚乳酸-四氧化三鐵磁性熔噴材料的制備及性能研究.pdf

1、目前，熔噴非織造材料常用的原料多為一些石油基材料，這類產(chǎn)品面臨著廢棄后回收以及降解處理困難的問(wèn)題。隨著熔噴級(jí)聚乳酸(PLA)原料的開發(fā)，加上PLA自身良好的生物可降解性和生物相容性等特點(diǎn)，為解決該問(wèn)題尋找了一種行而有效的途徑。采用功能化無(wú)機(jī)粒子對(duì)PLA原料進(jìn)行改性，也為具有高附加值的PLA基復(fù)合材料和熔噴材料的開發(fā)提供了一種新思路。四氧化三鐵(Fe3O4)作為其中一種功能化無(wú)機(jī)粒子，具有良好的磁響應(yīng)性、無(wú)毒價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，但現(xiàn)有關(guān)于磁性PL

2、A材料的研究多限于醫(yī)藥載體和吸波材料等領(lǐng)域，其在熔噴空氣過(guò)濾材料的研究并未見到。因此，本文旨在為磁性PLA功能化熔噴空氣過(guò)濾材料的研究和開發(fā)奠定一定的理論基礎(chǔ)。
　　為改善PLA和Fe3O4共混時(shí)兩相的界面相容性，本文采用開環(huán)聚合法制備了Fe3O4表面接枝左旋聚乳酸(Fe3O4-g-PLLA)粒子，將其與PLA母粒熔融共混制備了不同質(zhì)量比的熔噴用PLA/Fe3O4-g-PLLA復(fù)合母粒，并系統(tǒng)地探討了復(fù)合母粒的熱性能、結(jié)晶性能、流

3、變性能等，為熔噴加工提供合理的工藝參數(shù)。最后，對(duì)制備的熔噴非織造材料的熱-結(jié)晶性能、形貌、孔徑分布、透氣及過(guò)濾性能、力學(xué)性能、磁性能進(jìn)行了詳細(xì)地研究，結(jié)果表明:
　　1.對(duì)于開環(huán)聚合后的產(chǎn)物，采用紅外(FTIR)、核磁共振(1H-NMR)及X射線衍射儀(XRD)從化學(xué)結(jié)構(gòu)和晶型結(jié)構(gòu)方面對(duì)其進(jìn)行了表征，測(cè)試結(jié)果均證實(shí)經(jīng)開環(huán)聚合后，成功制得了Fe3O4-g-PLLA粒子;Fe3O4-g-PLLA中PLLA的熱失重區(qū)間約為275-350

4、℃，其熔點(diǎn)約為164.38℃;掃描電鏡(SEM)及粒度分析表明，F(xiàn)e3O4-g-PLLA粒子大致呈“球”形，其平均粒徑較純Fe3O4的有所下降;磁性能(VSM)測(cè)試顯示，制備的Fe3O4-g-PLLA的飽和磁化強(qiáng)度雖較純Fe3O4的有所下降，但仍具有良好的磁響應(yīng)性。
　　2.對(duì)于PLA/Fe3O4-g-PLLA復(fù)合材料，SEM分析表明，F(xiàn)e3O4-g-PLLA粒子在PLA基體中的分散性良好，與PLA基體的界面相容性得到了一定的改善

5、;對(duì)材料的結(jié)晶結(jié)構(gòu)及熱性能研究表明，F(xiàn)e3O4-g-PLLA的加入對(duì)PLA的冷結(jié)晶過(guò)程起阻礙作用，但并未改變其晶型結(jié)構(gòu)，復(fù)合材料的熱失重區(qū)間約為320-395℃;流變性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)，材料的復(fù)數(shù)粘度隨著Fe3O4-g-PLLA含量的增加而增加，熔體流動(dòng)性能隨之下降，但仍可以通過(guò)適當(dāng)?shù)奶岣呒庸囟葋?lái)改善材料的流動(dòng)性能，合適的熔噴加工溫度為210-230℃。
　　3.對(duì)于PLA/Fe3O4-g-PLLA熔噴非織造材料，隨著Fe3O4-g-