摘要
聚乳酸(PLA)具有完全可生物降解性和良好的生物相容性，已经成为迄今为止最常用的熔融沉积成型(FDM)3D打印线材之一。但是，PLA也存在耐热性差、结晶度低、韧性差和功能性不足等缺点，限制了其应用。针对以上不足，本论文以废弃刨花板木粉(PWF)为增强材料，分别以微米铜锌合金粉(mCu-Zn)、稀土荧光粉(Sr2MgSi2O7：Eu2+,Dy3+,SMSED)为功能化组分，与PLA基体经熔融共混挤出，制备了具有高光泽、优异抗菌效果或光致发光性能的木塑3D打印复合材料。此外，本论文还分别以聚集诱导发光基元四苯乙烯(TPE)、废弃蟹壳粉(CSP)为功能化组分，与PLA基体经熔融共混挤出，分别制备了具有聚集诱导发光效应和良好生物相容性的PLA3D打印复合材料。本论文主要分以下四个部分： (1)首先，用碱和过氧化氢处理PWF，傅里叶红外光谱测试显示PWF中半纤维素和木质素的含量明显降低。其次，通过熔融共混挤出工艺制备了mCu-Zn/PWF/PLA木塑3D打印复合材料，并研究了不同含量的mCu-Zn对木塑复合材料性能的影响。结果表明添加2wt%mCu-Zn有效提高了木塑复合材料的光泽度和抗菌效果，并改善了热稳定性。 (2)采用五种不同类型的硅烷偶联剂改性SMSED荧光粉，改善其耐水性和其在木塑复合材料基体中的相容性。结果表明3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性SMSED荧光粉的效果最好，形成了致密的保护膜并具有最佳的耐水性。然后，研究了KH550-SMSED含量对SMSED/PWF/PLA木塑复合材料性能的影响。实验结果表明，添加KH550-SMSED后，不仅赋予了木塑复合材料光致发光性能，而且有效改善了力学性能和热稳定性。 (3)通过溶液预混合和熔融挤出，成功开发了含有典型的聚集诱导发光构件（四苯乙烯，TPE）的新型发光PLA复合材料。实验表明TPE均匀地分散在PLA基体中并提高了PLA的结晶度，这不仅保持了PLA的热性能，而且改善了复合材料的力学性能。最后，通过双喷头打印机将0.4mmTPE/PLA复合材料薄层植入弯曲测试试样中，可用于对3D打印产品弯曲损伤程度及其微小缺陷进行非常灵敏的荧光可视化观察和检查。 (4)采用逐步酸碱法处理废弃蟹壳粉，制备了不同处理步骤的化学处理蟹壳粉(CSP)。通过熔融共混挤出制备了CSP含量为1.5wt%的PLA生物复合材料并研究其性能。结果表明添加CSP有助于提高PLA的结晶度，并提高复合材料的力学性能。此外，抗菌实验和细胞活死双染色实验发现PLA-1.5ISCSP复合材料对大肠杆菌的抗菌率达到97%以上，还具有良好的生物相容性，在骨组织工程等生物医学领域具有潜在的应用价值。
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