β-偏磷酸钙生物陶瓷晶须研究

采用一种简单的方法制备偏磷酸钙生物陶瓷晶须材料以达到增强聚左旋乳酸的目的.即将熔融所得CaO-P2O5玻璃在非晶相-晶相转变温度热处理一段时间后用40℃的0.1mol/L NaOH溶液洗滤,生成直径为1～5μm,长径比达30～50的晶须.探讨了原料钙磷比、热处理时间、洗滤时间和晶核剂对晶须形貌的影响.在钙磷比为0.85,热处理时间和洗滤时间分别为36h和48h的实验条件下可以得到主晶相为β-偏磷酸钙(β-CMP)的陶瓷晶须.加入25wt%的β-CMPw后β-偏磷酸钙/聚左旋乳酸(β-CMPw/PLLA)复合材料的弯曲模量达4.3GPa,较纯PLLA提高了约14.4%.     

SiC晶须增强SiCf/SiC复合材料的力学性能

以连续SiC纤维为增强体,采用前驱体浸渍裂解工艺,在复合材料基体中引入SiC晶须制备出多级增强的SiCf/SiC-SiCw复合材料,并采用化学气相渗透工艺在SiC晶须表面制备BN界面层,研究了SiC晶须及其表面BN界面层对复合材料的性能影响.结果表明:在复合材料中引入SiC晶须后,由于晶须的拔出、桥连及裂纹偏转等作用增加了裂纹在基体中传递时的能量消耗,使SiCf/SiC复合材料的压缩强度有明显提高,当引入体积分数为20％的SiC晶须时,复合材料压缩强度提高了22.6％,可达673.9 MPa.通过化学气相渗透工艺在SiC晶须表面制备BN界面层后,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和断裂韧度分别为414.0,800.3 MPa和22.2 MPa·m1/2,较SiC晶须表面无界面层时分别提高了13.9％,8.8％和19.0％.     

β-偏磷酸钙/聚乳酸复合骨折内固定材料的细胞相容性

对采用“两步模压法”制备的β-偏磷酸钙(β-CMP)晶须/聚乳酸(PLLA)复合骨折内固定材料进行细胞安全性研究,为其应用提供生物学依据。将成骨细胞与复合材料共孵育,用四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法(MTT)法分析成骨细胞的增殖情况,并通过倒置显微镜和SEM观察成骨细胞在复合材料上的粘附、生长情况。β-CMP/PLLA复合材料对成骨细胞黏附、生长没有抑制作用而且能促进成骨细胞的增殖。β-CMP/PLLA复合材料具有良好的细胞相容性。     

β-偏磷酸钙晶须增强左旋聚乳酸材料的体外降解

对用于骨折内固定的β-偏磷酸钙晶须/左旋聚乳酸(β-CMP_W/PLLA)复合材料在体外降解过程中强度的变化、 分子量和微观形貌进行了初步研究。结果表明: 在人体模拟体液(SBF)中浸泡, 前8周材料的强度变化较小, 25wt%β-CMP_W/75wt%PLLA降解20周后的抗压强度值仍高达103MPa; 45wt%β-CMP_W/55wt%PLLA降解12周后抗压强度约为初始值的88%。扫描电镜图表明, 随降解时间的延长, 因聚乳酸溶解而在样品中形成孔洞。在降解周期内, SBF溶液的pH值随β-CMP_W/PLLA降解时间的延长基本保持稳定。凝胶渗透色谱检测结果表明, PLLA的数均相对分子质量和重均相对分子质量随降解时间的延长而降低, 降解20周后数均相对分子质量约为20万, 重均相对分子质量下降了32%。     

SiC晶须对SiBCN基陶瓷复合材料性能的影响EI北大核心

采用超声结合球磨混料的工艺,在由聚硼硅氮烷(PSNB)裂解得到的SiBCN陶瓷中引入SiC晶须。研究了不同质量分数SiC晶须对SiBCN陶瓷基复合材料密度、硬度、弯曲强度及微观结构的影响。结果表明:随着SiC晶须添加质量分数由0%提高至25%,复合材料的密度先降后升,开孔率逐步上升,材料硬度逐渐下降,弯曲强度先升后降再升;SiC晶须质量分数为5%的SiC_(w)/SiBCN复合材料弯曲强度可达191 MPa,与未添加晶须的SiBCN纯基体弯曲强度(60 MPa)相比提升218%;XRD分析发现晶须的引入对烧结后复合材料的物相组成影响不大;观察材料断口微观形貌发现,晶须在基体中的存在方式主要有桥联和团聚搭桥两种,其中桥联有利于强化材料而团聚搭桥则会在基体内部形成孔隙进而降低材料强度。     

卵磷脂改性β型偏磷酸钙晶须研究

利用卵磷脂(PC)良好的生物相容性对β型偏磷酸钙晶须(β-CMP)进行表面改性,可得到具有较高强度的骨折内固定材料.通过测定接触角评价了改性β-CMP晶须的亲/疏水性,结果表明,经5%(wt)卵磷脂改性后晶须的疏水性优于未处理的晶须.研究了卵磷脂改性前后β-CMP晶须的形貌,表明引入表面改性剂可以提高晶须在PLLA中分散性能.材料的抗压强度测试结果显示改性后的β-CMP/PLLA材料强度比未改性材料提高了近33%.     

ZnO 晶须改性石墨纤维/ 双酚A 二氰酸酯复合材料

为改善石墨纤维/ 双酚A 二氰酸酯(M40J / BADCy) 复合材料的层间剪切强度, 采用立体四针状ZnO晶须对M40J / BADCy 复合材料进行增强。红外光谱及凝胶实验研究表明, ZnO 晶须对BADCy 的固化反应有催化作用, 使BADCy/ E51 树脂体系的后固化温度由200 ℃降为180 ℃。力学性能测试表明, 未处理的ZnO 晶须因与BADCy 基体粘结不好, 仅使M40J / BADCy 复合材料的弯曲模量有所提高。经KH560 处理的ZnO 晶须对M40J / BADCy 复合材料的层间剪切强度提高明显, ZnO 晶须含量为10 %时, 增强效果最佳, 使M40J / BADCy复合材料的层间剪切强度由原来的77.6 MPa 提高到91.2 MPa , 弯曲模量由原来的178.9 GPa 提高到207.4GPa , 而弯曲强度变化不大。SEM 研究表明, 立体结构的晶须能很好地分散于M40J / BADCy 复合材料层间, 依靠晶须的层间“钉扎”提高复合材料的层间剪切强度。      

多孔磷酸钙骨水泥组织工程支架的高分子灌注增强

利用棒状谷氨酸钠晶体作为造孔粒子,采用可溶盐造孔法,制备了三维连通的大孔径多孔磷酸钙骨水泥支架,分别将明胶(Gelatin) 、聚乳酸2羟基乙酸共聚物(PLGA) 、聚乳酸(PLA) 、聚己内酯(PCL) 、聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)灌注到多孔磷酸钙骨水泥(CPC)支架的孔隙中以改善支架材料的力学性能。结果表明,5 种高分子材料与水的接触角大小顺序为PHBV > PCL > PLA > PL GA > Gelatin , 复合支架材料的强度随高分子材料与水接触角的减小而增大;除PHBV外,其余4种均有明显的增强效果,其中Gelatin/CPC复合支架增强效果最好,强度达到2. 25 MPa±0. 02 MPa ,是CPC支架强度的25倍。经过增强的大孔径多孔磷酸钙骨水泥复合支架可用作骨组织工程支架材料。      

表面处理剂对滑石粉改性聚乳酸的影响

通过改变聚乳酸(PLA)基体中滑石粉(talc)的添加量,探索滑石粉的最佳含量。在最佳含量的基础上分别用钛酸酯、硅烷偶联剂KH550和十八胺对滑石粉进行改性,研究不同表面处理剂对滑石粉/聚乳酸复合材料性能的影响。通过力学性能、差热分析(DTA)、动态再结晶和扫描电镜(SEM)等一系列测试手段对复合材料性能进行表征分析。结果表明:滑石粉含量在1%(质量分数)时,复合材料的拉伸强度达到最大值,为62.5MPa;滑石粉经硅烷偶联剂KH550改性后,复合材料的拉伸强度可进一步提高至72.1MPa。表面处理后,滑石粉/聚乳酸复合材料的结晶速率相比较处理前进一步得到提高。     

金红石型纳米TiO2对CaSO4晶须/PP-R树脂复合材料性能的影响

以金红石型纳米TiO2为添加剂改善了CaSO4晶须/PP-R树脂复合材料的各项性能,并研究了金红石型纳米TiO2对PP-R树脂的力学性能、耐热性能和紫外老化性能的影响.研究结果表明:由于纳米TiO2和CaSO4晶须的协同作用,添加纳米TiO2后可进一步提高CaSO4晶须/PP-R树脂复合材料的力学性能和耐热性能;金红石纳米TiO2的加入可以大幅度提高PP-R树脂的耐紫外老化性能,添加5%纳米TiO2后的CaSO4晶须/PP-R树脂复合材料经紫外辐射72 d后,其拉伸强度仅下降了0.36MPa,冲击强度仅下降了0.36kJ·m-2,熔融温度仅下降了5.4℃;而未添加纳米TiO2的CaSO4晶须/PP-R树脂复合材料的拉伸强度下降了1.96MPa,冲击强度下降了1.47kJ·m-2,熔融温度下降了18.6℃.     

SiCw增强B4C陶瓷复合材料的制备与性能研究

以Si粉为烧结助剂,采用真空热压烧结工艺制备B4C-SiCw陶瓷复合材料.将不同含量的SiCw与B4C和Si混合,制得的复合粉体在1850℃、60MPa下真空热压烧结,研究了SiCw含量对复合材料力学性能的影响,并借助X射线衍射、扫描电镜分析了复合材料的物相组成和微观结构.研究结果表明:分散处理后的SiCw可以有效地提高复合材料的力学性能,当晶须含量为10％(质量分数)时,弯曲强度和断裂韧性达到最大值,分别为468 MPa和5.70 MPa·m1/2.复合材料中SiCw的拔出使复合材料的弯曲强度及断裂韧性得以提高.     

SiCw／Al复合材料的强度分析

用简化应力的分析方法推导了SiCw／Al复合材料的强度与SiC晶须偏轴角α的关系，并通过试验进行验证．结果表明，计算的SiCw／Al复合材料强度与实测值比较接近，其误差归因于压缩变形过程中SiC晶须发生了转动和折断，改变了SiC晶须的偏轴角和平均长径比．     

竹纤维质量分数对竹纤维增强聚乳酸复合材料性能影响

以1.5%异氰酸酯(MDI)界面改性剂改性处理后的竹纤维和聚乳酸为原料,通过注射成型工艺制备竹纤维增强聚乳酸复合材料,探讨竹纤维质量分数对复合材料界面、力学性能、吸水率、热性能的影响。结果表明,随着竹纤维质量分数的增加,复合材料拉伸强度、冲击强度、存储模量以及热稳定性均先增大后减小,24h吸水率逐渐增大,损耗因子逐渐降低。竹纤维质量分数为50%时,复合材料的拉伸强度和冲击强度分别达到最大值63.2MPa和11.6kJ/m2,复合材料存储模量最大,热稳定性最好。     

阻燃增强聚乳酸复合材料的制备及性能研究

用碱溶液和乙烯基三甲氧基硅烷先后处理红麻纤维,以红麻纤维作增强材料,PX-220为阻燃剂,聚乳酸为基体,通过转矩流变仪混合制备聚乳酸复合材料。通过FT-IR和SEM实验研究了红麻纤维的改性效果;又通过拉伸强度、LOI、UL 94、TG和拉曼表征了聚乳酸复合材料的力学性能、耐热性能、燃烧性能、燃烧产物。结果表明:红麻的加入能提高复合材料的拉伸强度,PX-220能显著提高复合材料的耐热性能和阻燃性能。添加10%(wt,质量分数,下同)红麻、20%PX-220时,聚乳酸复合材料的性能达到最优,拉伸强度为48.9MPa;LOI为33.5%,UL 94达到V0级。     

纳米二氧化钛含量对秸秆/聚乳酸复合材料性能的影响

目的 为改善纤维增强聚乳酸(PLA)复合材料增强相与基体相之间差的界面结合。方法 以秸秆粉(SP)为填料,纳米二氧化钛(TiO2)作为界面改性剂,构建SP/PLA复合材料相容界面,通过力学性能测试、吸水率测试、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和热重分析法(TGA)等表征手段,探究不同含量纳米二氧化钛对SP/PLA复合材料力学性能和界面相容性的影响。结果 研究发现,纳米二氧化钛的质量分数为2.0%时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别达到42.78 MPa和91.25 MPa,其耐水性能、结晶度、耐热性能也达到最好。结论 纳米二氧化钛可有效提高秸秆/聚乳酸复合材料的性能。     

竹纤维质量分数对竹纤维增强聚乳酸复合材料性能影响

以1.5%异氰酸酯(MDI)界面改性剂改性处理后的竹纤维和聚乳酸为原料,通过注射成型工艺制备竹纤维增强聚乳酸复合材料,探讨竹纤维质量分数对复合材料界面、力学性能、吸水率、热性能的影响。结果表明,随着竹纤维质量分数的增加,复合材料拉伸强度、冲击强度、存储模量以及热稳定性均先增大后减小,24h吸水率逐渐增大,损耗因子逐渐降低。竹纤维质量分数为50%时,复合材料的拉伸强度和冲击强度分别达到最大值63.2/MPa和11.6/kJ/m2,复合材料存储模量最大,热稳定性最好。     

反应烧结法制备 SiC(w)/SiC 光学结构件复合材料

本文研究目的是制备一种与RB-SiC反射镜镜坯材料力学、热学性能匹配的高断裂韧性的镜框等光学构件材料(SiC(w)/SiC)。利用反应烧结法制备了SiC晶须增强SiC陶瓷复合材料(SiC(w)/SiCCMC)。测试了SiC(w)/SiC复合材料的主要力学性能和热学性能。结果表明,采用反应烧结法制备的SiC(w)/SiC复合材料具有良好的综合性能,其弯曲强度为243MPa;裂韧性值(KIC)从4.49MPa.m1/2提高到6.43MPa.m1/2,提高了43.2%;其热导率(125.3W/m·K)与RB-SiC陶瓷(119.3W/m·K)的热导率接近。初步探讨认为,SiC晶须的拔出、桥连现像和新生纳米SiC颗粒的存在是SiC(w)/SiC复合材料的主要增韧机理。     

可注射磷酸钙骨水泥复合材料研究进展

研制既具有多孔结构又具有足够力学强度的磷酸钙骨水泥材料是当前骨修复材料研究的热点之一。报道了研制的磷酸钙骨水泥复合材料,在植入初期具有较高的力学强度,植入后可渐渐降解成孔,为骨修复材料的研究提供了新的方法和途径。磷酸钙骨水泥复合材料以磷酸钙骨水泥为基体,在基体中加入具有生物降解性的微球形成复合材料,保证了复合材料植入初期有足够力学强度为新生组织提供支撑,防止自身的坍塌,而具有生物降解性微球的降解速度比磷酸钙骨水泥的固化体快,随着微球的降解在磷酸钙骨水泥基体中就会产生很多三维孔隙,利于细胞粘附生长,血管和神经长入,以及营养成分的渗入和代谢产物排出。这种结构设计使可体内降解成孔的磷酸钙骨水泥既具有足够力学强度又具有多孔结构,还可以通过改变不同材料的比例来调节复合材料的初始力学强度和降解速度。目前已研制成功了壳聚糖微球/磷酸钙骨水泥复合材料、聚羟基丁酸—戊酸酯(PHBV)/磷酸钙骨水泥复合材料,其凝固时间为10～15min,抗压强度达到30～40MPa,孔隙率70%～80%,孔径分布为100～300μm,并对复合材料的降解性、细胞相容性和动物体内植入试验进行了研究,表明所研制的材料具有良好的生物相容性,可降解性和成...     

硼酸铝晶须增强氰酸酯树脂的性能

采用硼酸铝(AlBw)晶须改性氰酸酯树脂制备出氰酸酯树脂/晶须复合材料,研究了表面处理和晶须用量对氰酸酯树脂体系的反应活性、复合材料力学性能以及耐湿热性的影响.结果表明,未经表面处理的AlBw晶须不能改善氰酸酯树脂体系的韧性,反而使树脂韧性下降,表面处理的晶须均可以改善树脂的力学性能,经硼酸酯偶联剂处理后的AlBw晶须使树脂体系冲击强度提高.采用硼酸酯偶联剂对AlBw晶须进行表面处理可明显改善晶须在树脂体系中的分散性.在晶须用量低于8%时,随着晶须加入量的增加,树脂体系的力学性能增大,氰酸酯树脂/晶须复合材料表现为韧性断裂并有明显的晶须拔出现象.晶须的加入使树脂体系耐热性和耐湿热性提高,加入8%的AlBw晶须使体系吸水率下降,冲击强度和弯曲强度保持率提高.     

氧化锌/改性聚乳酸复合材料的制备与性能研究

聚乳酸与二聚水杨酸内酯发生接枝反应生成改性聚乳酸,纳米级氧化锌、改性聚乳酸、少量碳纳米纤维以一定配比,采用接枝共聚—共混法制得纳米级氧化锌/改性聚乳酸复合材料。对复合材料进行表征和测试,结果表明:制得的纳米级氧化锌/改性聚乳酸复合材料分子量分布均匀,性能优良;拉伸强度比未改性聚乳酸明显提高,拉伸强度最高可达到36.64MPa;吸附时间在8h时,吸附率最大达到22%。纳米级氧化锌/改性聚乳酸复合材料在医疗领域具有较好的应用前景。