聚乳酸微孔发泡材料及其应用
报告人:汪龙
所在单位:中国科学院宁波材料技术与工程研究所
报告人简介:
汪龙,博士,研究员,博士生导师。博士毕业于四川大学;2014-2015年在多伦多大学做博士后,合作导师是Park CB院士;2015年加入日本京都大学Ohshima M教授团队,先后聘为特定研究员和助理教授;2019年作为“团队人才”引进至中国科学院宁波材料所,主要从事绿色发泡技术和聚合物绿色加工技术方面的研究工作。在Chemical Engineering Journal, ACS Applied Materials & Interfaces, Carbohydrate Polymers等SCI期刊上发表论文70余篇,申请专利30余项。主持国家自然科学基金、中科院福建科STS计划、中科院高层次人才计划、宁波市2025重大专项等10余项,获得竞争性经费超2500万。入选中国科学院高层次人才计划、中国科学院特聘骨干岗位、中国科学院上海分院青年英才、宁波市领军人才以及甬江育才工程领军拔尖人才项目(第一层次)。
摘要:
聚乳酸(PLA)是一种可生物降解的脂肪族聚酯材料,不仅具有良好的生物可降解性与生物相容性,而且其力学强度、透光性和可加工性与聚苯乙烯和聚丙烯相近。因此,聚乳酸发泡材料成为最有可能替代石油基塑料泡沫的环保塑料。根据泡孔形态的不同,发泡材料可以应用在不同领域。如何调控出满足实际应用需求的泡孔结构,是拓宽聚合物发泡材料应用的重要研究工作。本工作通过添加纤维素纳米纤维(CNF)到PLA基体中,研究发泡工艺条件及第二组分的添加对PLA的熔体强度及结晶等性能的影响,调控了单/双峰泡孔结构的演变,并阐明泡孔结构变化的影响机制,从而制备出高膨胀倍率,具有良好隔热以及力学性能的PLA发泡材料,以满足其在包装材料,汽车内饰以及建筑材料等领域的应用。另外,围绕PLA开孔结构调控的工作,将PLA与PET构建多层结构,来降低气体逃逸速率。再调节PLA膜的初始厚度,饱和压力和发泡温度,成功制备了微孔结构可控的PLA多孔膜(开孔率达72%)。工作进一步选择成本低、无毒且具有生物相容性的聚乙二醇(PEG)加入PLA中,通过快速卸压制备了高开孔且相互连通的PLA/PEG开孔支架(开孔率达到95.2%,水接触角降至0°),展现了其在生物医疗等领域的潜在应用前景。