会议专题

纳米SiO2对聚乳酸生物降解性能的影响

本文采用熔融共混的方法制备了纳米SiOz含量分别为2%,4%,6%,8%,10%的PLA/Si02纳米复合材料,评价了该复合材料在蛋白酶K作用下的降解性能,探讨了SiO2纳米粒子的加入对PLA生物降解性的影响。实验结果显示,当SiO2的质量分数不超过4%时,球形SiO2的分散尺寸随含量的增加而逐渐增大,大多数的纳米粒子以单分散的形式分布在PLA基体中;但进一步提高纳米粒子填充量时,团聚体的数目和尺寸逐步增加,当SiO2;的含量为10%时,团聚粒子的尺寸可达到120-750纳米。纳米粒子与聚合物基体界面绘合良好,无明显脱粘空洞出现,显示聚合物基体和纳米粒子间有较强的界面作用。不同SiO2含量的PLA/SiO2纳米复合材料在蛋白酶K缓冲液中处理96h,酶解失重曲线显示陡着降解时间的延长,所有样品薄膜的质量损失均在增加,而纳米SiO2的加入,明显促翅了PLA的降解,SEM观察结果也显示出与纯PLA相比,在相同的降解时间内,PLA/Si02的表面被侵蚀得更加严重,形成了类似蜂窝状的形态。SiO2含量不同对降解速率的影啡也不同。当SiO2含量由0升至2%和4%时,降解速率显著提高,降解96h的失重分别关8.9g, 11.5g和14g;当SiO2含量继续升高后,降解速率仍随着SiO2含量的增加而提高但幅度有所变缓。推测SiO2对PLA材料降解的促进归因于SiO2表面含有大量的轻基,位材料的亲水性明显增加,从而有利于降解酶的吸附和攻击,加速了PLA的降解。为了醚证这一推断,测定了蛋白酶K对不同复合材料薄膜的吸附曲线,结果显示曲线的整体走势与降解曲线相同,在SiO2含量为2%和4%时,材料吸附的酶量显著增加,之后随着SiO2含量的继续升高,吸附曲线趋于平缓,证实了SiO2通过增加材料亲水性而促进PLA降惫的推断。研究结果显示Si02不但可以改善PLA的物理机械性能,而且能够有效促进PL的生物降解,是PLA改性的良好添加材料。关于PLA/SiO2纳米复合材料与酶的吸附及卞互作用机理还在进一步研究中。

聚乳酸 纳米二氧化硅 生物降解性能 生物相容性

王佳丽 华梅 陈珊 李凡

东北师范大学 生命科学学院 吉林长春 130024

国内会议

第十七次全国环境微生物学学术研讨会

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2014-11-07(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)