玻璃纤维及偶联剂对聚乳酸降解性能的影响

作者：吕东阳; 陈利; 王静^*

来源：复合材料学报, 2023, 1-8.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20230627.002

• 聚乳酸
• 玻璃纤维
• 偶联剂
• 三维编织
• 降解性能

聚乳酸因其优异的性能广泛应用在骨折内固定领域，但其存在降解速度过快导致的弯曲和剪切性能下降问题，因此复合改性是提高其性能的途经之一。本文采用三维编织技术制备了玻璃纤维（glass fiber， GF）和聚乳酸（polylactic acid， PLA）混编预制体，并运用偶联剂KH550对预制体进行改性处理。采取热压成型工艺制备复合材料。在37℃条件下将复合材料浸泡在磷酸缓冲盐溶液（phosphate buffered saline， PBS）中进行体外降解实验。结果显示：GF质量分数增加会降低复合材料的质量损失率及吸水率。降解28天后，GF质量分数为40%的结晶度较GF质量分数为30%的试样增加了12.3%，GF质量分数为30%，35%和40%时，弯曲强度分别下降了32.3%、28.13%和16.16%，剪切强度分别下降了53.74%、51.1%和47.18%。说明提高GF质量分数有助于维持复合材料的力学性能，缓解因降解引起的界面损伤。KH550的引入使得降解介质（PBS缓冲液）pH值下降幅度小。降解28天后，改性复合材料弯曲强度下降了22.85%，剪切强度下降了56.11%。结合SEM图像，发现降解第7天时GF质量分数为30%的试样出现细小沟壑，第28天时表面损伤明显。而GF质量分数为40%的试样降解损伤较小。可见，GF对PLA复合材料的力学性能和结晶度起到促进作用，同时抑制了PLA的降解。KH550改善了GF和PLA的界面，对降解介质pH值变化影响较小。

• 单位
  天津工业大学