PMMA/PS-b-PMMA超临界二氧化碳微孔发泡——胶束尺寸和密度对发泡行为的影响

以均聚物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和二嵌段共聚物聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯(PS-b-PMMA)共混物为考察对象,利用超临界二氧化碳(scCO_2)发泡技术制备纳米发泡材料。通过改变PMMA的相对分子质量以及PS-b-PMMA的含量来调控共混物中胶束的尺寸和密度,系统研究其对材料发泡行为的影响。实验结果表明,对于纯PMMA发泡体系来说,随着PMMA相对分子质量的增大,发泡材料的泡孔孔径逐渐减小,但可发泡性变差;当PS-b-PMMA含量为5%时,共混物的可发泡性得到改善,泡孔孔径更加均匀,但泡孔孔径增大;将PS-b-PMMA含量提高到10%时,得到孔径更小、更均匀的纳米发泡材料。

聚甲基丙烯酸甲酯纳米发泡材料的制备:胶束尺寸对发泡行为的影响

采用超临界二氧化碳固态发泡法制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)纳米发泡材料,通过添加两嵌段共聚物聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA/PS-b-PMMA)来调控共混物的胶束尺寸,系统研究胶束尺寸对发泡行为的影响。首先,根据嵌段"自组装"的特性,通过控制嵌段质量比制备出不同胶束尺寸的原始样品。通过透射电镜(TEM)观察可知,胶束尺寸随嵌段质量比增加而变大。其次,利用扫描电镜(SEM)探索了胶束尺寸对其发泡行为的影响。结果表明,胶束尺寸对泡孔形貌有显著影响,胶束尺寸过小反而会导致大小孔形貌出现,只有当胶束尺寸与泡孔尺寸为一个数量级时,才能得到均匀分布的泡孔;此外,研究还发现增大胶束含量有助于得到倍率高且泡孔均匀的纳米孔径发泡材料。

可降解聚合物血管支架结构优化设计

聚合物血管支架由于材料刚度较低导致其径向支撑能力相对于金属血管支架较弱,通常采用增大支架筋宽和厚度的方式来提高其径向支撑能力,但这不仅会降低支架的柔顺性能,减小血管管腔获得面积,还会增大表面覆盖率,从而增大支架内再狭窄的风险.为了设计出具有较小筋宽和厚度的聚合物血管支架,提高其径向支撑能力,本文采用一种将Kriging代理模型和有限元方法相结合的优化方法来优化支架的结构.采用Kriging代理模型建立设计目标和设计变量之间近似的函数关系,采用优化拉丁超立方抽样方法选取初始样本点,采用EI函数平衡局部和全局搜索,以便获得全局最优解.选取ART18Z聚合物支架作为算例,首先将支架的筋宽和厚度各减小0.02 mm,然后采用优化方法优化ART18Z支架的几何结构参数.数值结果表明,优化后ART18Z支架的综合服役性能得到改善,文中提出的优化方法能有效地应用于聚合物血管支架的优化设计.

聚乳酸体型开孔发泡材料的制备

利用超临界二氧化碳(CO_2)发泡技术制备皮层开孔的聚合物发泡材料一直是个难题。本文创新性地选择超临界CO_2发泡技术和水滴模板法技术相结合,成功制备出皮层和内部均开孔的聚乳酸(PLA)体型开孔材料。实验结果表明,利用超临界CO_2发泡技术可以制备聚乳酸开孔发泡材料,通过改变发泡温度可实现内部孔径从8μm到32μm之间的调控。另一方面,利用水滴模板法技术可以进一步在聚乳酸发泡材料皮层形成开孔结构,通过简单的改变混合溶剂中氯仿和甲醇体积比,可以实现皮层孔径从2μm到6μm范围的调控。

利用超临界CO_2调控聚合物二元共混物的相形貌及力学性能

共混物的相态结构在很大程度上决定了共混物的物理性质。本工作以超临界CO_2为溶剂,通过改变工艺来调控聚丙烯(PP)/三元乙丙橡胶(EPDM)共混物的相形貌,进而利用动态力学分析(DMA)仪研究其力学行为。结果表明,利用CO_2在PP和EPDM基体中较大的溶解度和溶胀度差异,在CO_2环境下退火处理PP/EPDM,可以显著增加EPDM相体积分数,进而促使EPDM相形貌从海-岛状结构向双连续结构转变。力学性能测试结果表明,在相同EPDM含量下,真空热退火后材料性能并没有发生显著变化,而经过CO_2退火后材料的储能模量和损耗模量均有提高,这意味着材料的刚性和韧性都得到提升。