生分解性ポリマーナノコンポジット：熱機械特性とエレクトロスピン線維構造に対するナノクレイの役割

ポリ（E-カプロラクトン）（PCL）と有機修飾モンモリロナイトに基づくポリマーナノコンポジットは、溶液挿入技術によって調製されました。調製された材料の熱安定性は、熱重量分析によって分析されました。それらの機械的特性の調査により、高アスペクト比モンモリロナイトシートをマトリックスに組み込むことで、その延性を犠牲にすることなくポリマーの剛性が大幅に向上することが明らかになりました。きちんとしたナノコンポジットPClの繊維膜は、エレクトロスピニングによって製造されました。最終的な線維構造に対するナノコンポジット材料の適用電圧、溶液濃度、および粘土含有量の効果を調査しました。結果は、無機フィラーの導入と7.5から15 kVへの印加電圧の増加により、ビーズ欠陥が少ない微細繊維の形成が促進されることを示しました。ナノクレイの存在は、繊維サイズの分布が狭くなりましたが、平均繊維の直径は有意に変化しませんでした。溶液濃度の増加により、より均一な繊維構造が形成され、平均繊維径がわずかに増加しました。さらに、エレクトロスピニングプロセスは、無機鉱物の層間間隔を増加させることにより、ナノコンポジット材料の構造に大きく影響しました。

Polymer nanocomposites, based on poly(e-caprolactone) (PCL) and organically modified montmorillonite, were prepared by the solution intercalation technique. The thermal stability of the prepared materials was analyzed by thermogravimetric analysis. Investigation of their mechanical properties revealed that incorporation of the high aspect ratio montmorillonite sheets into the matrix significantly enhanced the polymer stiffness without sacrificing its ductility. Fibrous membranes of neat and nanocomposite PCL were fabricated by electrospinning. The effect of the applied voltage, the solution concentration and the clay content of the nanocomposite materials on the final fibrous structure was investigated. The results showed that the introduction of the inorganic filler and the increase in the applied voltage from 7.5 to 15 kV facilitated the formation of fine fibers with fewer bead defects. The presence of nanoclay resulted in narrower fiber size distributions, although the mean fiber diameter was not significantly altered. The increase in the solution concentration led to the formation of more uniform fiber structures and to a slight increase in the mean fiber diameter. Furthermore, the electrospinning process affected significantly the structure of the nanocomposite material by increasing the interlayer spacing of the inorganic mineral.