聚合物微/纳米复合材料的双层级机械增强设计与制备

摘要整理

采用双层级分级强化方法成功制备了生物相容性复合材料。以高断裂韧性但强度和模量较低的低密度聚乙烯（LDPE）为基体材料。第一层级：将韧性LDPE与脆性聚乙烯吡咯烷酮（PVP）共混，PVP具有生态友好、无毒和生物相容性特点。共混后强度略有下降，韧性大幅降低（70%），但模量提高78%。第二层级：将含纳米级凹凸棒石黏土和微米级球形二氧化硅颗粒的PVP复合材料引入LDPE。选择这些颗粒的原因是其无毒、低成本，且凹凸棒石在自然界中储量丰富。实施第二层级后，模量进一步提高至150%，同时强度增加17%，断裂韧性损失减少至最低51%。动态力学分析结果表明，复合材料的储能模量高于纯LDPE和LDPE-PVP共混物。该生物相容性复合材料可应用于需要机械性能改善的生物医学领域。

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