(TPE-E)纳米复合材料的加工结构与性能关系

热塑性共聚酯纳米复合材料是一种相对较新的材料，它利用了工程塑料的优点和弹性体的性能。该研究的主要目标是双重的，旨在开发基于热共聚酯弹性体(TPE-E)纳米复合材料的改进热塑性共聚酯，并确定材料性能的范围，使材料能够在广泛的生物医学设备和其他应用中进行实际评估。

共聚酯热塑性弹性体结合了化学交联弹性体与工程塑料的化学和材料特性，通常更容易和负担得起制造。这些材料由多个畴组成，而不是在聚酯中发现的单一畴，通常被称为“硬”和“软”块。“软”块负责材料的弹性体特性;而“硬”块包含一个固定链网络，负责这种材料中热网络结构的可逆性。

为了对生物医学应用有用，最重要的材料特性是能够承受可能涉及伽马照射、高温、电子束和环氧乙烷(EtO)处理的重复灭菌过程。此外，为了有效地应用于生物医学应用，材料必须表现出优异的耐化学性、韧性、清晰度和颜色稳定性。通过仔细研究基于弹性体(TPE-E)的某些热塑性共聚酯的变量，可以实现符合这些严格标准的有效生物医学纳米复合材料。

聚酯和共聚酯弹性体有许多商业上可行的应用，包括著名的产品，如海翠®和Arnitel®。海翠®由杜邦公司销售，提供一系列性能和成本的各种等级，包括肖氏D硬度范围从30D到82D;各种等级的热稳定、阻燃、吹塑材料;浓缩物包括黑色颜料、防紫外线添加剂、抗水解添加剂、热稳定剂和阻燃剂;各种高等级的抗蠕变，疲劳和弯曲冲击。此外，该材料可以使用相同的设备，许多制造商已经在处理热塑性塑料，如注射成型和挤压。

Arnitel®TPE共聚酯弹性体由DSM销售，基于三种基本型号，硬度范围从25到75肖尔D:通用聚醚酯类型，特种聚醚酯类型，聚醚酯类型的粘度根据目标应用的加工技术量身定制。Hytrel®和Arnitel®都证明了这种材料的商业成功和工业适用性，以及对新材料中材料性能变化的增加和具体文档的需求，因为材料要求通常是高度具体的，基于要生产的部件的应用。

使用商业上可用的产品线作为模型，旨在生成具有广泛记录的性能等级的新材料。为此，将采用有机粘土作为纳米填料，通过熔体复合和反应挤出的方法合成大范围的TPE-E。该方法将允许记录不同方法处理的纳米复合材料的加工条件和杂化成分形貌，以展示材料性能的最大范围。

为了在所提议的材料中实现最大范围的性能，关键变量在本研究中需要控制的是有机粘土纳米填料的纵横比、有机粘土纳米填料的表面改性、TPE-E硬/软段组成比以及附加的加工参数。对这些变量的操作将允许评估插层分子的大小，即控制纳米复合材料性能的官能团。