新型改性的n-HA与PLGA复合材料的制备及性能研究

采用硅烷偶联剂(KH550)和L-丙交酯LLA联合接枝处理的新方法对纳米羟基磷灰石(n–HA)进行表面改性, 然后将其与聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)作不同比例复合(n-HA为3wt%、10wt%、20wt%及30wt%), 得到改性n-HA/PLGA复合材料(g-n-HA/PLGA)。将其与未改性n-HA及未改性n-HA/PLGA复合材料作对比检测。结果表明, 该联合处理方法是n-HA进行表面接枝改性的新型有效方法。且改性处理后的n-HA与未改性处理的n-HA相比, 能更好地在PLGA基体中分散均匀, 并能提高PLGA结晶能力和PLGA的力学性能。当改性处理后的n-HA添加量为10wt%时, 其复合材料抗弯强度和拉伸强度分别比未改性n-HA/PLGA提高14.4%和11.3%。该新型g-n-HA/PLGA复合材料有望用作骨折固定材料。     

双层结构纳米羟基磷灰石/硅橡胶复合材料的制备及性能

纳米羟基磷灰石/硅橡胶与硅橡胶在同时硫化的条件下制备出了双层结构的纳米羟基磷灰石/硅橡胶复合材料,利用XRD、SEM、MTT和力学性能测试等手段对复合材料进行表征.结果表明,两层材料的界面结合紧密,材料的细胞相容性好,力学性能与硅橡胶的力学性能相近,能够达到医用植入硅橡胶材料的要求.     

改性HA/PLA纳米复合材料的制备及其性能

以Ca(OH)2和H3PO4为原料,采用冷冻干燥技术制备纳米羟基磷灰石(n-HA),并在其表面接枝聚乳酸(PLA),得到改性的纳米羟基磷灰石(g-HA),采用XRD及FTIR进行表征;借助超声分散用溶液共混法制备g-HA/PLA和n-HA/PLA纳米复合材料。并采用弯曲性能测试、DMA和POM对其力学性能和结晶性能进行表征。结果表明g-HA作为良好的相容剂和异相成核剂,对g-HA在PLA基质中分散性的提高和纳米复合材料界面粘结强度的提高起到了良好的作用,g-HA/PLA纳米复合材料的弯曲模量、玻璃化温度和储能模量均有显著的提高。所采用的制备方法简便易行,具有潜在的工业应用前景。     

微孔HA的制备及PLA/HA复合材料的性能研究

采用模板聚合法合成了具有微孔结构的羟基磷灰石（HA）,并用XRD和SEM对HA进行了结构和形貌分析,表明所合成的HA具有微孔结构;用熔融共混法制备了PLA／HA复合材料,测试了材料的弯曲强度并做了体外降解实验。HA含量为5％的样品弯曲强度最大,韧性最好,HA具有减缓PLA降解的作用,HA含量为15％的复合材料的分子量下降速度最慢。     

HA/PDLLA复合材料的制备及其降解性能研究

首先采用开环聚合合成了PDLLA, 液相-沉淀法合成了HA超微粉, 然后采用液相吸附法制备了HA/PDLLA复合材料. 以纯PDLLA进行对照, 对HA/PDLLA复合材料进行体外降解实验和体内植入实验, 并进行扫描电镜观察. 结果表明HA/PDLLA复合材料较单纯PDLLA材料的降解速度减慢, 机械强度升高, 避免了过早的丧失力学强度. HA颗粒从材料表面脱落后, 成纤维细胞向组织内长入, 并伴有少量新生骨痂的形成, 显示HA/PDLLA复合材料具有良好的降解性能, 一定的成骨性和骨连接性. 24周时, HA/PDLLA材料被组织分隔包裹, 新生骨组织长入材料, 骨愈合情况良好, 具有足够的强度保证实验性松质骨骨折正常愈合.     

羟基磷灰石/纤维素骨仿生支架的制备及性能研究

为探究制备方法对羟基磷灰石/纤维素支架材料性能的影响,采用仿生矿化法、原位复合法和溶液共混法制备了3种羟基磷灰石(HA)/纤维素支架材料,表征了3种支架材料的结构、形貌和热稳定性,分析了制备方法对支架材料生物相容性的影响。结果表明：3种方法获得的复合支架中,HA和纤维素气凝胶(CAS)之间仅存在物理作用,且HA的引入提高了复合支架的稳定性,但仿生矿化法和原位复合法因CAS的引入限制了HA的生长,结晶度较低。3种复合材料均无细胞毒性且具有生物相容性,但仿生矿化法制备的复合支架材料具有较大的孔径、较高的比表面积,更有利于细胞的粘附及增殖。因此,仿生矿化法是制备医用骨支架材料的最佳途径。     

生物活性羟基磷灰石/二元氨基酸共聚物复合材料的制备和性能

通过原位聚合法制备新型生物活性羟基磷灰石/二元氨基酸共聚物(BHA/PAA)复合材料。采用1 H核磁共振(1 H NMR)、红外光谱(IR)、X-ray衍射光谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)和差示扫描量热分析(DSC)对其组成结构、热性能、力学性能和体外降解性能进行研究。结果表明:BHA颗粒均匀分散在PAA基质中,形成的复合材料具有良好的均一性;复合材料的无机相和有机相之间存在着一定的化学键相互作用;由于BHA的引入,复合材料的结晶速率加快,整体结晶度下降;复合材料具有良好的力学性能,其抗压强度随着BHA含量的增加而明显提高,抗弯强度略有减小,当BHA含量为30%(质量分数)时,复合材料的抗压强度和抗弯强度分别为141.02MPa和86.32MPa,力学性能与人体皮质骨相匹配;体外降解实验结果表明,随着BHA含量的增加,材料的降解速率加快,且在降解过程中保持良好的力学性能稳定性,在骨修复方面具有潜在的应用。     

金属生物活性复合材料研究

本文叙述了金属羟基磷灰石生物活生复合材料的制作工艺,讨论了ＨＡＰ溶液中浓度对复合材料中ＨＡＰ含量的影响及ＨＡＰ粒子对复全材料内应力的影响,由实验可知,复合材料中羟基磷灰石含量可高达２２％（质量分数）。     

羟基磷灰石/碳纳米管复合材料的制备及其细胞毒性研究

利用原位合成法制备出羟基磷灰石/碳纳米管复合材料,采用XRD、TEM对其成分及结构进行了表征;采用MTT法和细胞形态分析研究了该复合材料对L-929细胞增殖活性的影响及细胞毒性反应,从而对其进行初步的生物相容性评价。结果表明,复合材料由羟基磷灰石和碳纳米管两相构成,纳米级的短棒状羟基磷灰石均匀吸附在碳纳米管表面,与之形成较强的界面结合;不同浓度的复合材料浸提液在不同时间点培养的细胞均正常增殖,其细胞毒性均在1级以下,符合国家医用生物材料的细胞毒性要求。     

丝素蛋白/羟基磷灰石复合材料的制备及性能表征

为了改善羟基磷灰石( HAP) 的脆性和新骨诱导性, 采用共沉淀法合成HAP , 盐溶法制备丝素蛋白(SF) , 在胶体状态下将HAP 和SF 复合得到了SF/ HAP 复合材料。采用扫描电镜(SEM) 、X 射线衍射(XRD) ,傅立叶红外光谱( FIR) 对复合材料结构和化学组成进行了分析, 在模拟体液中检验了复合材料的生物活性, 并对其抗压强度进行了测定。结果表明: HAP 与SF 在纳米尺度进行了复合, 复合材料中SF 主要以β-折叠构象存在,酰胺Ⅴ红外特征峰消失,β-折叠构象的其他峰发生了移动, 表明HAP 与SF 间存在化学结合; 模拟体液中浸泡18 天后, 复合材料表面形成了片层状的HAP ; 与纯的HAP 晶体比较, 复合材料结构稳定, 具有较好生物活性和骨诱导性, 其抗压强度可达63 MPa , 可望成为理想的骨组织替换和工程支架材料。      

不同陶瓷颗粒增强Cu基复合材料的制备及导电性能

以纯铜为基体,以WC、AlN、TiN、MgB2等具有不同导电性能与密度的陶瓷颗粒为增强相,采用球磨-冷压-烧结工艺制备了WCp/Cu、AlNp/Cu、TiNp/Cu和MgB2p/Cu系列复合材料.研究了制备工艺的不同环节对铜基复合材料导电性能的影响,讨论了不同陶瓷颗粒增强铜基复合材料的导电性能.结果表明相同制备工艺及体积分数条件下,以具有不同导电性能与密度的陶瓷颗粒作为增强相的铜基复合材料的导电性能相近,球磨、冷压、烧结、复压及复烧等工艺环节对铜基复合材料导电性能有不同程度的影响,提高铜基复合材料的致密度为提高其导电性能的关键.     

Zn层添加AZ31/7075合金复合成形工艺及组织与性能研究EI北大核心CSCD

通过在异种材料界面添加厚度为100μm的Zn箔,采用预挤压与孔型轧制复合工艺成功制备出AZ31/7075复合材料,并利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)对复合界面进行表征及显微硬度测试,探究Zn过渡层在挤压复合孔型轧制过程中对产品的影响。结果表明:7075硬质铝合金芯部可细化AZ31镁合金,引入Zn过渡层可减少或者避免镁铝系金属间化合物生成;挤压及变形温升使Mg-Zn互扩散形成的低熔点共晶相熔化,同时加速元素自固相向液相扩散;然而降温冷却使Mg-Zn扩散层易出现不连续裂缝,但后续孔型轧制可显著改善;Mg-Zn扩散层经变形生成的MgZn_(2)金属间化合物具备较高的显微硬度(161HV),但Mg-Zn扩散层变形后厚度则较薄,结合层整体硬度变化不明显。     

Synthesis and photocatalytic property of SnO2/TiO2 nanotubes composites

SnO2/TiO2 nanotubes composite photocatalysts with different SnO2 contents were successfully synthesized by means of a simple solvothermal process. The synthesized products were characterized physically by X-ray diffraction (XRD) and high-resolution transmission electron microscope (HRTEM). The composite photocatalysts can not only make the target pollutant, methylene blue (MB), adsorbed at a high concentration level around the surface of the composites but also decrease the recombination rate of electron-hole pairs so as to achieve good photocatalytic performance. The effect of SnO2 contents on the photocatalytic activities of the composites was also investigated. The results showed that the SnO2/TiO2 nanotubes composite photocatalyst with 5 wt.% SnO2 loading had the highest photocatalytic efficiency.     

Ti/Al2O3复合材料制备及其力学性能

利用放电等离子烧结(SPS)制备了性能优异的40%(体积分数)Ti/Al2O3复合材料,其弯曲强度、断裂韧性、显微硬度和相对密度分别为897.29MPa、17.38MPa·m1/2、17.13GPa和99.24%.SEM和HREM对复合材料的微观结构分析发现,晶粒细化、位错环强化等是材料强度提高的主要原因;裂纹的偏转和桥联是材料韧性提高的关键所在.     

Fabrication of Al/Al2O3 composites and FGM

Al/Al2O3 composites of different ratios were hot-press sintered at 575 similar to 640℃ under a pressure of 30 MPa for 2 h in a vacuum furnace. It was found that the relative density of the Al/Al2O3 composites could be increased evidently with the rise of sinter temperature. No reaction occurred between Al and Al2O3 at the sinter temperatures. Under 640℃-30 MPa-2 h experimental condition, Al/Al2O3 system FGM was successfully fabricated, and its density range changed quasi-continuously from 2.887x10(3) kg/m(3) to 3.1909x10(3) kg/m3 within the middle 1.0 mm thickness range.     

Fabrication of SiC whisker reinforced Al2O3 composites

It is reported that SiC whiskers and alumina powder can be mixed in water medium when the whiskers are flocculated and the powder deflocculated, and that the composite slip can be cast to high green density. However, sintering of the composite to fully dense material was found to be difficult. The reasons were the formation of whisker networks and the development of the differential sintering stresses in the matrix around the whiskers. Hot pressing was subsequently employed, and the use of the computerized dilatometer allowed the establishment of a quantitative relationship of the densification rate with pressure, temperature and SiC whisker content. The present results help provide a useful basis for the effective design, development and fabrication of the whisker-reinforced ceramic composite.     

莫来石纤维增强SiO_2气凝胶复合材料的力学性能试验

为了探究莫来石纤维增强SiO_2气凝胶复合材料的拉伸和层间剪切性能,开展了相关试验。首先,进行了复合材料在室温下的面内拉伸试验,获得了复合材料的室温面内拉伸模量;然后,采用引伸计方法和数字图像相关法分别对拉伸变形进行测量,并对2种方法进行了对比分析;最后,开展了不同温度下的层间剪切试验,研究了复合材料在不同温度下的层间剪切性能,并对其微观结构进行了分析。结果表明:复合材料的拉伸模量约为285.17 MPa;由引伸计方法测得的拉伸变形计算出的拉伸模量比数字图像相关法获得的拉伸模量高2.4%;在室温和高温下,试样呈现明显的层间剪切破坏;对复合材料的微观分析发现,SiO_2气凝胶基体主要分布在层间区域,增强纤维主要分布在铺层内。所得结论表明莫来石纤维增强SiO_2气凝胶复合材料拉伸和层间性能较差,当承受层间载荷时,SiO_2气凝胶基体起主要作用,且温度对复合材料的性能影响较大。     

纳米复合材料TiO2/ZnFe2O4的制备及光催化性能

用高分子网络凝胶法制备TiO2/ZnFe2O4纳米复合材料,研究了掺杂ZnFe2O4对TiO2平均粒径、晶型及其光催化性能的影响.结果表明,掺杂的ZnFe2O4纳米晶高度分散、均匀地分布在TiO2表面,促进了TiO2向稳定的金红石相转变,并抑制了晶粒的长大.ZnFe2O4掺杂量为2%的TiO2/ZnFe2O4粉体在500℃煅烧后,在可见光范围内具有最佳的次甲基蓝降解效果,降解率达到100%.ZnFe2O4的掺杂扩展了TiO2的光谱响应范围.