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分解性聚乳酸薄膜因陳年(aging)造成的微觀機械性質變化
Thesis

分解性聚乳酸薄膜因陳年(aging)造成的微觀機械性質變化

劉美慧
Masters, 國立清華大學, 材料科學工程學系
1999

Abstract

聚乳酸 原子力顯微鏡 纖化區 分解性高分子 老化 微觀機械性質 polylactic acid AFM craze biodegradable polymer aging micromechanical property
聚乳酸(polylactic acid,簡稱PLA)是生分解性高分子材料之一。雖然生物反應良好,但機械強度不佳,卻是臨床應用上的缺點。對一般玻璃態高分子而言,在破壞初期會造成應變集中,產生微變形區。通常韌性破壞產生的微變形區以剪切變形區(shear deformation zone,簡稱SDZ)型態存在,而脆性破壞則呈纖化區(craze)之型態。本實驗使用光學顯微鏡及原子力顯微鏡(AFM)來觀察微變形區表貌結構,研究其受力變形進而破裂的基本機制,及在水解環境下,其受力變形性質的因應變化。研究結果發現聚乳酸薄膜的臨界應變值約在0.7%左右,且拉伸至25%以上仍不會有破裂產生;由原子力顯微鏡的觀察發現其微變形區為纖化區。在室溫下浸泡在磷酸緩衝溶液(PBS)中944小時,其產生微變形區的應變值與未浸泡的薄膜皆約在0.7%左右,故在室溫時其機械性質變化不大,為了加速水解反應,故將聚乳酸薄膜浸泡在90℃的熱水中,當其浸泡在90℃熱水中4天後,銅網上的薄膜會全部破裂,可能是水解造成薄膜脆化,而使其被分解掉造成破裂;而由實驗結果發現,水解在2天至3天間會對聚乳酸薄膜之機械性質造成明顯的變化。以原子力顯微鏡觀察可看到薄膜經過60℃的處理,表面有顆粒產生,時間越久,顆粒越明顯,且均勻佈滿薄膜上,而攪拌過後的溶液鍍出來的薄膜之粗糙度較小,所以推測是因為溶液內形成小結晶而產生這些突起的。

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