Interfacial Evaluation of Plasma-Treated Biodegradable Poly(p-dioxanone) Fiber/Poly(L-lactide) Composites Using Micromechanical Technique and Dynamic Contact Angle Measurement

Micromechanical 시험법과 동적접촉각 측정을 이용한 플라즈마 처리된 생분해성 Poly(p-dioxanone) 섬유강화 Poly(L-lactide) 복합재료의 계면물성 평가

Interfacial properties and microfailure degradation mechanisms of the oxygen-plasma treated biodegradable poly(p-dioxanone) (PPDO) fiber/poly(L-lactide) (PLLA)composites were investigated for the orthopedic applications as implant materials using micromechanical technique and surface wettability measurement. PPDO fiber reinforced PLLA composite can provide good mechanical performance for long hydrolysis time. The degree of degradation for PPDO fiber and PLLA matrix was measured by thermal analysis and optical observation. IFSS and work of adhesion, $W_a$ between PPDO fiber and PLLA matrix showed the maximum at the plasma treatment time, at 60 seconds. Work of adhesion was lineally proportional to the IFSS. PPDO fiber showed ductile microfailure modes at We initial state, whereas brittle microfailure modes appeared with elapsing hydrolysis time. Interfacial properties and microfailure degradation mechanisms can be important factors to control bioabsorbable composites performance because IFSS changes with hydrolytic degradation.

Micromechanical 시험법과 표면 젖음성 측정을 이용하여 플라즈마 처리된 생분해성 poly(p-dioxanone) (PPDO) 섬유강화 poly(L-lactide) (PLLA) 복합재료의 계면물성과 미세파괴 분해메카니즘을 연구하였다. PPDO 섬유강화 PLLA 복합재료는 장기간의 사용기간 동안 우수한 기계적 물성을 제공할 수 있다. PPDO 섬유와 PLLA 기지재료의 분해정도는 열분석과 광학적인 관찰을 통해서 확인하였다. PPDO 섬유와 PLLA 기지재료 사이의 계면전단강도와 접착일은 플라즈마 처리 시간이 60초 일때 가장 컸으며, 접착일과 polar 표면자유에너지는 계면전단강도와 비례하였다. 초기상태의 PPDO 섬유는 연성파단 형상이 나타났으나, 분해시간이 진행됨에 따라 분자량 감소로 인해 점차적으로 취성 파단 형상으로 변하였다. 계면물성과 미세파괴 분해메카니즘은 분해가 진행됨에 따라 변하기 때문에 섬유강화 생분해성 복합재료의 성능을 조절하는데 중요한 요인들이다.