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。     

n-HA/PA46复合材料的制备与表征

用溶液共溶沉淀法制备出纳米羟基磷灰石（n-HA）/聚酰胺46（PA46）复合材料。采用扫描电子显微镜（SEM）、燃烧试验、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、X射线衍射仪（XRD）及X射线光电子能谱仪（XPS）对复合材料的组成和界面进行了测试和表征,并对复合材料的力学性能进行了初步研究。结果表明,溶液共溶沉淀法可使n-HA颗粒均匀分散在PA46基体中,复合材料具有良好的均一性;在复合材料中n-HA与PA46界面间存在氢键,有较稳定的界面结合;复合材料有良好的力学强度,其抗拉、抗压和抗弯强度分别为67、202和146MPa,高于n-HA/聚酰胺66（PA66）复合材料。初步实验结果表明n-HA/PA46复合材料在骨组织支撑、修复和重建等承重骨部位修复方面有潜在用途。     

PLGA-HA-TiO2复合材料的制备和性能研究

通过冷压和固化技术成功的制备了PLGA-HA-TiO2复合材料,并考察了其机械性能和在模拟体液中的降解速率,采用扫描电子显微镜观察了其显微组织.结果表明,当复合材料中含25%(质量分数)的HA和2.5%(质量分数)的TiO2时,复合材料具有好的强度和塑性.HA含量少于50%(质量分数)时,对其在模拟体液中的降解速率基本没影响;反之,其降解速率会增加.在降解过程中,PLGA-HA-TiO2的表面形成磷灰石,表明该复合材料具有好的生物相容性.     

n-HA/PA系列生物医用复合材料的制备与表征

设计了一种新工艺方法制备n-HA／PA系列生物医用复合材料．利用各种检测手段分析复合材料的物相结构和性能．提出了复合材料两相间的化学键合方式和聚酰胺基体所发生的晶型转化。     

n-HA/PA66/HDPE复合生物材料的制备和性能研究

应用纳米羟基磷灰石(n-HA)、聚酰胺66(PA66)和高密度聚乙烯(HDPE)制备了生物医用复合材料。用化学分析法、燃烧实验、热分析、AFM、IR、XRD对复合材料的组成和结构进行了分析,并对复合材料的力学性能进行了研究。结果表明所制备的复合材料组成均一,具有高强柔韧的力学性能,纳米羟基磷灰石、聚酰胺66、高密度聚乙烯三者之间产生了一定的相互作用,形成了稳定的界面结合。因此,该三元复合材料可能成为一种新型的骨修复材料,在生物医学材料的开发和应用研究中具有重要意义。     

表面改性碳纤维增强羟基磷灰石复合材料抗弯性能的研究

通过在碳纤维表面原位生成莫来石保护层和对氨基苯甲酸表面处理来改性碳纤维,将改性碳纤维与羟基磷灰石(HA)复合,制备表面改性碳纤维增强HA复合材料。研究改性前后的碳纤维对复合材料抗弯强度的影响并分析增强机理。结果表明,随纤维含量的增加复合材料的抗弯强度先提高后下降,碳纤维含量为3%(体积分数)时复合材料的抗弯强度达到最大值。碳纤维、表面处理碳纤维、表面复合处理碳纤维增强HA材料的抗弯强度均随烧结温度的升高而提高,且整体提高幅度依次增大,当烧结温度达1150℃时,3种材料的抗弯强度达最大值,分别为55.13、100.95、112.17MPa。表面复合处理碳纤维增强HA材料的抗弯强度比基体提高最多为3.5倍。这主要归因于碳纤维表面通过原位反应形成莫来石3Al2O3.2SiO2保护层,同时经对氨基苯甲酸处理后碳纤维对HA有更好的亲和性和吸附性。     

n-HA晶体及n-HA/PA66复合材料与人皮质骨的定性和定量对比研究

用TEM、XRD、FT-IR、TG-DTA等测试手段对成熟的人股骨皮质骨、纳米羟基磷灰石n-HA及n-HA／聚酰胺66(PA66)复合材料的形貌、相组成、晶胞参数、微晶尺寸分布、微观应变、特征基团和离子以及组成等进行了定性和定量表征。提出了一种简单易行的制样方法以获得较为清晰的人骨磷灰石照片。定量比较了人骨与两种材料中磷灰石晶体的结构差异。结果表明，n-HA和n-HA／PA66均具有较高的仿生性能。n-HA和n—HA／PA66中磷灰石的结晶度高于人骨磷灰石，晶格较人骨磷灰石完善，晶格畸变程度较人骨磷灰石小，并且两者中水分含量和CO3^2-含量均低于人骨。本文的研究对于进一步优化现有的骨修复替代材料和进一步开发更接近于人骨的骨修复替代材料具有重要意义。     

硅烷偶联剂对纳米羟基磷灰石表面改性的研究

采用硅烷偶联剂(KH-560)对纳米羟基磷灰石(n-HA)表面进行处理, 并研究了n-HA与KH-560的界面作用. 傅立叶红外光谱(FT-IR)以及X光电子能谱(XPS)分析表明, 偶联剂在羟基磷灰石表面黏附, 其中硅羟基(Si--OH)与磷酸氢根(HPO ^2-₄)基团之间脱水形成稳定的Si--O--P化学键, 此外, 硅羟基与HA表面--OH间亦脱水形成化学键合. 偶联处理的HA与聚碳酸酯(PC)复合后, 复合材料的力学强度与未经处理的相比有明显提高. 扫描电子显微镜(SEM)结果显示, 经处理后的HA微粒在PC中分散均匀, 两者间结合紧密, 表明无机有机复合材料间良好的界面作用是提高复合材料力学强度的重要途径.     

环氧树脂_改性纳米纤维素复合材料的制备与性能研究

以脱脂棉为原料采用硫酸水解法制备纳米纤维素,通过采用偶联改性和TEMPO氧化改性方法进行改性,然后采用浇铸成膜法,制备纯环氧树脂膜、含量为5％(质量分数)CNC、偶联改性CNC(S-CNC)及其TEM-PO氧化改性(O-CNC)/环氧树脂复合材料.使用红外光谱、透射电镜、扫描电镜、紫外可见分光光度计、万能材料试验机、热...     

n-HA/PA系列生物复合材料的结晶行为研究

利用多种手段分析新工艺制备的n-HA/PA系列医用复合材料的结晶行为,结果表明,n-HA纳米粒子在n-HA/PA复合材料的结晶过程中起着重要作用,n-HA的加入在形成新键引起PA高聚物基发生晶型转化的同时导致其结晶度的降低.     

PLGA/PCL复合材料的制备及其性能研究

在聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)中加入聚ε-己内酯(PCL)、柠檬酸三丁酯(TBC),通过溶液共混制备了PLGA/PCL共混聚合物,通过静电纺膜及涂膜法制备了不同比表面积的降解膜,并对共混材料力学性能和膜的降解性能进行了研究。结果表明:柠檬酸三丁酯作为增容剂对整个共混聚合物的韧性和强度有明显的影响;当聚乳酸-羟基乙酸和聚ε-己内酯的质量比为80/20、增容剂柠檬酸三丁酯的用量为6%时,所得共混聚合物的断裂伸长率达到130%、冲击强度达到9.55kJ·m-2。相同条件下加入聚ε-己内酯(PCL)的膜的降解性能优于单一的聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)膜,静电纺丝膜降解性能优于流延法膜。     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合微球的原位仿生制备及表征

为解决纳米羟基磷灰石/壳聚糖(nHA/CS)复合微球中nHA团聚及分散不均的问题, 本研究在油包水的乳液体系中, 原位仿生制备了nHA/CS复合微球, 并与共混法制备的nHA/CS复合微球进行了对比研究。利用扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、红外(FTIR)和激光粒度仪等手段对不同微球的理化性能进行表征。结果表明: 相比共混法, 原位仿生制备的nHA/CS复合微球形态圆整均匀, 分散性好, 粒径分布较窄, 平均粒径为8.62 μm, nHA晶体均匀分布在微球内部及表面, 并与CS基质以化学键结合。该复合微球有望用于骨组织工程及药物控制释放。     

聚乳酸/聚氨酯复合材料的制备及性能研究

目的 以聚乳酸(PLA)为基材,制备聚乳酸/聚氨酯(TPU)复合材料,并研究复合材料的性能和TPU含量对复合材料的影响。方法 利用双螺旋杆挤出机将PLA和TPU熔融共混后挤出,得到含不同质量分数TPU(17%、20%、25%、33%、50%)的复合材料,对复合材料进行红外分析,测试不同含量TPU对其热稳定性能、动态热力学性能和流变特性的影响。结果 随着TPU含量的增加,复合材料的热稳定性能和韧性变好;在流变实验中复合材料表现出剪切变稀的特点,且TPU质量分数为33%时复合材料所表现出的各项性能最优。结论 TPU的加入可以改善PLA脆性大、韧性小的缺陷,并获得热力学性质稳定、兼具2种材料的优势并且具有环境友好性的复合材料。     

纳米羟基磷灰石/聚乙丙交酯复合材料等温结晶动力学

采用溶液共混法将不同含量纳米羟基磷灰石(n-HA)充填于聚乙丙交酯(PLGA)制得n-HA/PLGA纳米复合材料,用差示扫描量热法(DSC)研究了该复合材料的等温结晶行为并采用Avrami方程处理等温结晶过程,计算结晶动力学参数.结果表明,该n-HA伊LGA复合材料体系结晶速度快慢的温度大部分符合110℃＞100℃＞1...     

纳米羟基磷灰石作为药物载体材料的研究进展

纳米羟基磷灰石(n-HAP)独特的表面晶体结构可使其对药物产生选择性吸附,而不同的孔结构则可有效控制载药量和释药速率,同时,良好的生物活性使其在骨疾病治疗过程中显示着重要的骨诱导作用。分析讨论了n-HAP作为药物载体材料的研究现状及工艺技术,探讨了其与高分子材料复合后对药物缓释性能的影响,指出了n-HAP粒子作为药物载体的发展趋势及存在的主要问题。     

乳液聚合法制备纳米CaCO3/P(BA-co-MMA)复合粒子及其表面性质表征

通过乳液聚合反应,在经γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)预处理的纳米CaCO3表面实现聚合物包覆,讨论了乳化剂用量、投料方式、CaCO3与单体投加比、乳液体系pH值等因素对聚合过程的影响。IR分析发现,产物经甲苯抽提后,CaCO3表面仍有聚合物存在,说明除物理吸附外,部分聚合物以化学键合方式包覆在CaCO3表面,形成复合粒子;接触角测定和沉降体积方法研究表明,较之未处理CaCO3,复合粒子表面极性和表面张力得到显著降低,在非极性溶剂中的润湿性有所提高。     

HA改性短切碳纤维/PMMA生物复合材料力学性能的研究

采用原位合成与溶液共混的方法,制备了纳米羟基磷灰石(HA)-短切碳纤维（C_f）/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)生物复合材料, 研究了HA对HA-C_f/PMMA复合材料的力学性能和微观结构的影响. 采用万能材料试验机测试了HA-C_f/PMMA复合材料的力学性能,用X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）和红外吸收光谱仪(FT-IR)分析测试手段对材料的组成结构及断面的微观形貌等进行了测试和表征. 结果表明,采用卵磷脂改性后的HA纳米片与PMMA基体的界面结合性能得到了有效改善,显著提高了复合材料的力学性能;随着HA含量的增加,HA-C_f/PMMA复合材料的弯曲强度、拉伸强度、压缩强度、弯曲模量和拉伸模量均呈先增大后减小的趋势. 当HA含量在8wt%时,复合材料的力学性能最佳.     

表面修饰纳米SiO2与聚丙烯共混制备聚丙烯/SiO2纳米复合材料

二氧化硅纳米粒子经表面修饰将丙烯酸酯键接到SiO2表面制备出丙烯酸酯修饰SiO2纳米粒子.丙烯酸酯修饰SiO2纳米粒子与聚丙烯(PP)熔融共混制备PP/SiO2纳米复合材料.研究了纳米粒子对复合材料力学性能的影响,并对纳米粒子增韧机理进行了研究.研究结果表明:复合材料冲击强度在SiO2含量为3.5 wt%时达到最大值,SiO2纳米粒子对聚丙烯基体材料有很好的增强增韧效果.     

乳酸接枝纳米二氧化钛/聚乳酸复合物的制备

将乳酸低聚物接枝到纳米二氧化钛(TiO_2)的表面,获得接枝改性二氧化钛(g-TiO_2),采用溶液共混的方法制备出聚左旋乳酸(PLLA)和g-TiO_2复合物。通过扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、紫外-可见吸收光谱仪和动态力学分析仪等技术系统研究了g-TiO_2的加入对PLLA结构和性能的影响。结果表明,在辛酸亚锡做催化剂的条件下,乳酸低聚物可接枝到纳米TiO_2的表面,接枝率为6.5%。TiO_2经过表面接枝改性后,在乙醇分散体系中团聚粒子的平均粒径由93 nm降低为58 nm。在质量分数低于1.5%时,g-TiO_2在PLLA中的分散性显著提升,可均匀分散在基体中。g-TiO_2的加入可提高PLLA的结晶速率和结晶度,同时可改善PLLA的抗紫外性能和储能模量。     

PLGA/TSF静电纺纳米纤维的仿生矿化及生物相容性

利用静电纺丝和模拟体液仿生矿化技术制备了聚乳酸-羟基乙酸共聚物/柞蚕丝素/羟基磷灰石((PLGA/TSF/HA)骨组织工程复合支架。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射测试(XRD)和热重分析(TG)对复合纳米纤维的形貌结构进行了表征。此外,在复合纳米纤维支架材料上接种人骨髓间充质干细胞(hMSCs),通过四甲基偶氮噻唑蓝比色(Four methyl azo thiazole blue colorimetric,MTT)法,观察细胞在材料表面的生长情况评价纳米纤维的生物相容性。结果显示,PLGA/TSF纳米纤维毡具有精细的三维结构,纤维直径分布均匀,表面光滑。矿化后HA颗粒均匀地分布在PLGA/TSF纳米纤维表面,矿物含量约占63%。与PLGA/TSF纳米纤维支架相比,PLGA/TSF/HA纳米纤维支架的亲水性、生物相容性都得到显著提高。