热处理对左旋聚乳酸纳米纤维膜性能影响研究

"左旋聚乳酸纳米纤维膜的热处理研究 (2011年)" 本文主要探讨了热处理对静电纺丝法制备的左旋聚乳酸（L-lactic acid，简称PLA）平行纳米纤维膜的力学性能和微观结构的影响。PLA作为一种生物可降解的聚合物，广泛应用于生物医学领域，尤其是组织工程和药物释放系统。 在实验中，研究者发现通过热牵伸和热定型处理，可以显著改善纤维膜的性能。在100℃热空气环境下，将纤维膜沿纤维排列方向牵伸300%，然后进行10分钟的热定型，结果显示这种处理方式能够使纤维膜的抗拉强度达到103 MPa，模量提升至1.83 GPa，显示出优越的力学性能。 热牵伸过程导致纤维直径减小，纤维间的致密度和平行度提高，这进一步优化了纤维膜的结构。通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察，可以观察到纤维内部结构的变化，纤维内部形成垂直于纤维轴并平行排列的片晶结构，这有助于增强纤维的机械稳定性。 差示扫描量热分析（DSC）揭示了纤维膜的结晶度与牵伸率的关系。随着牵伸率增加，纤维膜的结晶度增大，但热定型时间过长会导致结晶度降低。这表明适当的热处理时间对保持纤维的结晶结构至关重要。 广角X射线衍射（WAXD）和小角X射线散射（SAXS）分析表明，经过热处理的纤维膜结晶为琢型，其微晶尺寸和晶面间距随牵伸率增加而减小，而热定型时间的延长先增加后减少这些参数。同时，纤维内部的针状微缺陷变得更有序且狭长，这些结构变化对提高纤维膜的力学性能起到了关键作用。 这项研究揭示了热处理在调控PLA纳米纤维膜性能上的重要性，为优化生物医用材料的制备提供了理论依据和技术支持。通过精细调控热牵伸和热定型条件，可以制备出具有理想力学性能和微观结构的PLA纳米纤维膜，以满足不同应用领域的需求，如组织工程支架或药物载体。此外，该研究还为理解和改进其他聚合物纳米纤维的性能提供了有价值的参考。