Supercritical Fluid Synthesis of High Porous Polylactide Matrices: Fundamental Features and Technological Aspects of Formation, Development and Stabilization of Polymer Foams

Исследованы особенности формирования, развития и стабилизации структуры вспененного аморфного D.,L-полилактида при медленном (квази-изотермическом) и быстром (квази-адиабатическом) сбросе давления пластифицирующего/вспенивающего агента - сверхкритического диоксида углерода. Установлены следующие закономерности: 1) значения фактора расширения пены при квази-адиабатическом сбросе давления существенно ниже по сравнению с квази-изотермическим режимом вследствие значительной диссипации внутренней энергии системы «полимер-вспенивающий агент» из-за внутреннего трения в системе; 2) при квази-изотермическом вспенивании наблюдается эффект «расширение-коллапс»; 3) на промежуточной стадии между нуклеацией и интенсивным развитием пены рост зародышей пор в пластифицированном полимере имеет автомодельный характер. Полученные результаты являются значимыми для выбора режимов вспенивания, обеспечивающих требуемые структурные характеристики синтезируемых высокопористых матриц, предназначенных для использования в регенеративной медицине и тканевой инженерии. The features of the formation, development and stabilization of the structure of foamed amorphous D.,L-polylactide during slow (quasi-isothermal) and fast (quasi-adiabatic) pressure relief of supercritical carbon dioxide used as a plasticizing/foaming agent have been investigated. The following regularities have been established: 1) the values of the foam expansion factor during quasi-adiabatic depressurization are significantly lower than in the quasi-isothermal regime due to significant dissipation of the internal energy of the «polymer-foaming agent» system due to internal friction in the system; 2) an expansion-collapse effect is observed with quasi-isothermal foaming; 3) at an intermediate stage between nucleation and intensive development of foam, the growth of pore nuclei in the plasticized polymer has a self-similar character. The results obtained are significant for the selection of foaming modes that provide the required structural characteristics of the synthesized highly porous matrices intended for use in regenerative medicine and tissue engineering.