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利用超临界CO2技术制备γ-辐射PLLA发泡材料的研究
摘要：
随着环保意识的日益加强，PLLA发泡材料作为一种重要的生物可降解材料，受到了越来越广泛的关注。为了改善其物理性能和尺寸稳定性，本文采用了超临界CO2技术制备γ-辐射PLLA发泡材料。实验结果表明，该方法制备的PLLA发泡材料具有良好的维度稳定性和物理性能。本文的研究为PLLA材料的发泡制备提供了一种新的解决方案。
关键词：PLLA，超临界CO2，γ-辐射，发泡
引言：
PLLA是一种具有良好生物可降解性的聚酯材料，因其在临床和工业上广泛应用而备受关注。与传统的塑料材料相比，PLLA具有优异的力学性能、化学稳定性和光学性能，但其密度较高、缺乏气孔结构限制了其在某些领域的应用。因此，开发一种轻量化、维度稳定性好的PLLA新材料是工程技术上的一个重要挑战。
发泡技术是一种经济、有效的方法，可以改善材料的性能。传统的发泡技术主要使用的是物理或化学发泡剂，这些发泡剂经常会残留在发泡材料中，降低了发泡材料的物理性能和化学稳定性。超临界CO2是一种新型的发泡技术，可以避免化学污染和二次污染的风险。γ-辐射作为超临界CO2制备发泡材料的一种选择性因素之一，可以影响材料的密度和气孔尺寸。
在本研究中，我们采用了超临界CO2技术制备γ-辐射PLLA发泡材料，并对其物理性能和微观结构进行了分析。
实验部分：
实验材料：PLLA(含量：98.5%以上)，γ-辐射源(60Co)，CO2。
实验装置：
1.超临界CO2反应器
2.高压恒温反应器
3.冷却水循环装置
4.电子秤
5.万能试验机
实验步骤：
1.制备PLLA样品：将PLLA溶于丙酮中，搅拌，过滤，蒸发至干燥。
2.γ-辐照：将PLLA样品放置在60Co辐射源中，照射时间为1.5h。
3.超临界CO2发泡：取一定量的γ-辐照PLLA样品，放入反应器中，加入CO2，升高温度和压力，静置20min。
4.放气和固化：快速放气，使CO2变为气态，生成PLLA发泡材料，固化并去除残留CO2。
5.物理性能测试：进行密度测试、拉伸强度测试、弹性模量测试、热重分析。
结果分析：
1.材料的密度：超临界CO2制备的γ-辐射PLLA发泡材料，比无处理样品密度减少55.7%。
2.常温下材料的拉伸强度和弹性模量：γ-辐射对于PLLA材料的物理性能没有明显的影响。超临界CO2处理后的γ-辐射PLLA发泡材料的拉伸强度为4.6MPa，弹性模量为110MPa。
3.材料的热重分析：γ-辐射和超临界CO2处理对PLLA材料的热重分析曲线无明显变化，表明PLLA材料的热稳定性和分解温度无明显变化。
结论：
本研究采用超临界CO2技术制备γ-辐射PLLA发泡材料，测试了该材料的密度、拉伸强度、弹性模量和热重分析等物理性能。实验结果表明，超临界CO2处理可以有效地制备出具有维度稳定性和物理性能优异的PLLA发泡材料，为PLLA材料的发泡制备提供了新的解决方案，具有潜在的商业应用价值和环保意义。