原位成纤增强可生物降解型复合材料微孔发泡行为及性能研究的任务书.docx

原位成纤增强可生物降解型复合材料微孔发泡行为及性能研究的任务书
任务书
一、背景
纤维增强复合材料（Fiber-reinforcedcomposites，FRC）是一种由纤维增强体和基体复合成的材料，在航空航天、汽车工业、医疗器械等领域中得到了广泛应用。对于一些特定领域如环境保护、医疗等，使用具有可生物降解性的FRC更加合适。在FRC中，纤维增强体主要控制其力学性能，而基体则决定了其生物降解性能。
目前，常见的可生物降解FRC是由聚乳酸（Polylacticacid，PLA）纤维和聚酯基体组成的，然而PLA存在着较大的玻璃化转变温度和较差的热稳定性，限制了其在高温和高湿环境下的应用。因此，开发新型的可生物降解FRC具有重要意义。
微孔发泡技术是制备可生物降解FRC的一种重要方法，通过控制发泡剂的添加和温度条件，制备出具有孔隙结构的FRC。该结构的存在可以提高FRC的降解速度和降解程度，促进其环境友好性。然而，微孔发泡的条件对FRC的孔隙结构和力学性能等具有重要影响，需要进行系统地研究。
二、研究目标
本次研究旨在通过微孔发泡技术制备一种新型的原位成纤增强可生物降解型复合材料，并探究其微孔结构、力学性能及生物降解性能。具体目标如下：
1.合成一种新型的可生物降解材料，包括原位形成的纤维增强体和基体。
2.确定微孔发泡的条件，得到具有合适孔隙结构的FRC。
3.测试FRC的拉伸和压缩强度，并与普通FRC进行对比分析。
4.研究FRC的微孔结构和其对FRC的力学性能的影响。
5.考察FRC的降解速度和程度，探讨其生物降解性能。
三、研究内容
1.合成纤维增强体
采用原位合成的方法制备纤维增强体，即在基体中添加纤维增强剂，使其原位生长成纤维增强体。通过控制生长条件和基体成分，可以调控纤维增强体的形态和尺寸。
2.制备基体
选取合适的可生物降解聚合物作为基体材料，如聚己内酯（Polycaprolactone，PCL）。通过溶液聚合或熔融混合等方法制备出基体材料。
3.微孔发泡
添加发泡剂和催化剂到基体中，通过控制发泡温度和时间等条件，形成具有孔隙结构的FRC。
4.力学性能测试
采用万能材料试验机测试FRC的拉伸和压缩强度，并与普通FRC进行对比分析。
5.显微结构观察
采用扫描电镜和光学显微镜观察和比较FRC的孔隙结构和形貌，探讨其对力学性能的影响。
6.降解性能测试
通过模拟降解环境，研究FRC的降解速度和程度，并比较其与普通FRC的差异。
四、参考文献
1.刘德涛,郭颖,胡文琦.可生物降解聚酯/聚乳酸纤维增强材料的研究进展[J].材料导报,2018,32(13):29-32.
2.新型生物降解复合材料的制备及应用[J].高分子材料与工程,2018,34(12):1-10.
3.探究发泡剂种类对聚酯树脂微孔发泡的影响[J].洛阳师范学院学报(自科版),2019,35(5):18-22.