Breath Figure法制备聚碳酸酯(PC)蜂窝状多孔膜

以单组分聚碳酸酯(PC)为膜材质,在一定的湿度环境下,利用Breath Figure法在玻璃基板上成功制备了蜂窝状孔结构的聚碳酸酯多孔膜。研究了溶剂、溶液浓度和湿度对所成多孔膜结构和形貌的影响。实验结果表明,采用二氯甲烷为溶剂所制得的孔结构规整,排列均匀紧密,孔径大小为(3.30±0.19)μm,而以三氯甲烷为溶剂只能得到孔径大小不均且无紧密排列的孔。环境湿度从43%增加到91%,孔径大小由(2.28±0.63)μm增加到(9.07±1.42)μm,且湿度与孔大小基本上呈现一阶线性关系,通过理论推导得出直线斜率为0.15μm/%,即在此体系中湿度每增加1%,所形成的孔大小增加0.15μm。     

层-层自组装制备三维蜂窝状醋酸纤维素多孔膜

以单一组分醋酸纤维素(CA)为成膜材质,不添加任何添加剂条件下,利用水蒸气辅助法层-层自组装制备了三维蜂窝状CA多孔膜。利用扫描电镜观察了多孔膜形貌;研究了溶剂、环境湿度和浓度等因素对所成多孔膜结构影响。实验结果表明,以二氯甲烷为溶剂,制备得到的孔结构规整、排列紧密;环境湿度由43%增加到91%,孔径大小由(1.36±0.24)μm增加到(3.71±0.18)μm;CA的质量分数为1%~2%有利于规整孔的形成。扫描电镜断面观察发现CA膜内部全部成孔,且内部孔径大小为(1.09±0.13)μm,约为表面孔径大小的一半。利用界面能最小化理论解释了三维蜂窝孔的形成机理。此三维多孔膜有利于细胞的粘附、铺展、分化和增殖,可作为一种良好的组织工程支架材料使用。     

层-层自组装制备三维蜂窝状醋酸纤维素多孔膜EI北大核心CSCD

以单一组分醋酸纤维素（CA）为成膜材质,不添加任何添加剂条件下,利用水蒸气辅助法层-层自组装制备了三维蜂窝状CA多孔膜。利用扫描电镜观察了多孔膜形貌;研究了溶剂、环境湿度和浓度等因素对所成多孔膜结构影响。实验结果表明,以二氯甲烷为溶剂,制备得到的孔结构规整、排列紧密;环境湿度由43%增加到91%,孔径大小由（1.36±0.24）μm增加到（3.71±0.18）μm;CA的质量分数为1%~2%有利于规整孔的形成。扫描电镜断面观察发现CA膜内部全部成孔,且内部孔径大小为（1.09±0.13）μm,约为表面孔径大小的一半。利用界面能最小化理论解释了三维蜂窝孔的形成机理。此三维多孔膜有利于细胞的粘附、铺展、分化和增殖,可作为一种良好的组织工程支架材料使用。     

聚丙烯酸/聚乳酸复合多孔pH响应水凝胶的制备及性能

利用电纺制备直径为(2.69±0.63)μm,孔径大小为150 nm×120 nm聚乳酸(PLLA)纳米孔超细纤维。以丙烯酸(AA)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,通过自由基聚合制备聚丙烯酸(PAA)水凝胶。将PLLA纳米孔超细纤维浸泡在上述体系中,通过原位聚合制备PAA/PLLA复合水凝胶,并研究m(AA)∶m(PLLA)对复合水凝胶形貌的影响。致孔剂聚乙二醇(PEG)加入,明显提高纤维孔隙率。与PAA水凝胶相比,PAA/PLLA复合水凝胶pH响应时间大大缩短,且拉伸强度由1.9 MPa增加到5.2 MPa,弹性模量从90.4 MPa增加到108.2 MPa。     

碳酸氢氨制孔制备聚乳酸(PLLA)/β磷酸三钙(β-TCP)复合骨修复多孔支架材料

采用混合溶剂(氯仿,丙酮)溶解后的聚乳酸(PLLA)与β磷酸三钙(β-TCP)、制孔剂碳酸氢氨(NH4HCO3)复合,冷冻干燥成型制备聚乳酸/β磷酸三钙多孔复合支架材料.正交实验结果表明,适当比例的混合溶剂在-10℃间体积收缩干燥制备的材料具有良好的成型性能和力学强度,碳酸氢氨(粒径200～400μm)质量比为30%(wt),PLLA/β-TCP质量比为1:1时,制备的支架材料抗压强度5.6MPa,孔隙率66.3%,孔径200～400μm.得到理想的复合骨修复多孔支架材料.     

聚L-乳酸/β-磷酸三钙复合骨支架材料成型工艺优化研究

利用溶剂自扩散-模压成型-粒子沥滤法制备聚L-乳酸(PLLA)/β-磷酸三钙(β-TCP)复合多孔支架材料,采用正交设计对成型工艺进行了优化,对支架进行了形貌观察、力学强度和孔隙率大小测试。结果表明:当PLLA:β-TCP=1:2,成型压力5MPa,致孔剂粒径125～400μm,用量80% (wt)时,制备的支架材料孔结构三维贯通,抗压强度为4．45MPa、孔隙率为60．7%,满足骨组织工程支架材料要求。     

聚L-乳酸/β-磷酸三钙复合骨支架材料成型工艺优化研究

利用溶剂自扩散-模压成型-粒子沥滤法制备聚L-乳酸(PLLA)/β-磷酸三钙(β-TCP)复合多孔支架材料,采用正交设计对成型工艺进行了优化,对支架进行了形貌观察、力学强度和孔隙率大小测试.结果表明:当PLLA∶β-TCP=1∶2,成型压力5 MPa,致孔剂粒径125～400 μm,用量80%(wt)时,制备的支架材料孔结构三维贯通,抗压强度为4.45 MPa、孔隙率为60.7%,满足骨组织工程支架材料要求.     

用于软骨和软骨下骨修复的纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇/聚酰胺66功能梯度材料的制备和表征

利用反复冷冻-解冻法和相分离法,制备出用于软骨和软骨下骨修复的纳米羟基磷灰石(nHA)/聚乙烯醇(PVA)/聚酰胺(PA66)功能梯度材料。研究表面层PVA的力学性能和摩擦学性能,及软骨下骨nHA/PA66(m(HA)∶m(PA66)=1∶1)支架的力学性能及生物学性能。结果表明PVA拉伸强度为1.938MPa,平均摩擦系数在生理盐水及代血浆润滑条件下分别为0.076和0.085;nHA/PA66复合多孔支架孔隙率为80.93%,孔径为50～500μm,压缩强度和压缩模量分别为0.88和15.21MPa,且具有良好的生物相容性。     

浆料粘度对纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合支架孔结构与力学性能的影响

浆料粘度是热诱导相分离法制备支架材料的关键因素,采用不同粘度的纳米羟基磷灰石/聚酰胺66(n-HA/PA66)复合浆料制备了相应的n-HA/PA66多孔支架,并对不同粘度浆料制备支架材料的泡孔结构和力学性能等进行了对比研究。结果表明,浆料粘度对n-HA/PA66复合多孔支架的孔径、孔径分布、孔隙率、开孔率、力学强度等性能有显著的影响。随着浆料粘度的增大,制备支架的孔径、孔隙率、开孔率逐渐减小,而力学强度却逐渐增大。当浆料粘度为330Pa.s时,制备出的n-HA/PA66复合多孔支架综合性能最好,其孔径主要分布在200～500μm,平均孔径(324±67.1)μm,孔隙率为(75±1.6)%,开孔率为(59±2.5)%,抗压强度为(2.12±0.90)MPa,能够较好地满足骨组织工程支架材料对孔径、孔隙率和力学性能的要求。     

分级多孔结构聚乳酸支架的制备与性能研究

以左旋聚乳酸为原料,1,4-二氧六环/水为溶剂,采用热致相分离法制备了具有分级多孔结构的组织工程支架。研究了溶剂配比、粗化时间对支架结构和性能的影响。溶剂比为87/13(1,4-二氧六环/水),PLLA浓度5%,粗化1h时,制备出大孔孔径达300μm,小孔嵌在大孔孔壁上且孔径在10μm以下的高连通分级多孔支架。粗化时间的延长使大孔孔径有所增大。细胞实验表明分级多孔支架有助于细胞长入支架内部,促进细胞的增殖。     

聚苯乙烯蜂窝状多孔膜的制备及应用

以线性聚苯乙烯(PS)为膜材料,采用Breath Figures法制备了高度规整的蜂窝状结构多孔膜.研究了溶液浓度、环境湿度、气体吹扫速度及不同溶剂对多孔膜结构的影响.结果表明,相比于苯和二氯甲烷,氯仿作为溶剂因其挥发度适宜,PS浓度在20～80mg/mL的铸膜溶液可形成规整的蜂窝状结构多孔膜,且膜孔分布均匀、大小均一;制膜的湿度需高于环境湿度,但随着湿度的增加孔径增大;气体吹扫速度可在400～1000mL/min范围,但吹扫速度较大时孔径略有降低.该膜可作为固定诸如辣根过氧化酶等活性酶的载体,用于酶催化反应.     

利用水滴模板法制备蜂窝状有序多孔聚亚苯基砜膜的研究

聚亚苯基砜(PPSU)是一种具有高机械强度、热稳定性和耐化学性的膜材料,而利用水滴模板法制备蜂窝状有序多孔膜是分子自组装领域一个极大的发展。通过考察聚合物浓度、溶剂和添加剂等因素对蜂窝状有序多孔PPSU膜孔径的影响。结果表明:当聚合物浓度从20g/L上升到70g/L时,平均膜孔径由11.5μm减小到4.4μm,呈下降趋势;相比CH_2Cl_2和CH_2Cl_2/CHCl_3共混溶液,CHCl_3是最佳溶剂;丙酮作为添加剂,当丙酮与CHCl_3溶剂比由0.1∶20增加到0.5∶20时,膜孔径由8.9μm增加到13.3μm,但膜孔数量会减少。     

聚酰胺多孔膜的可控制备及细胞生物学响应

利用相转移法,通过控制溶剂蒸发温度制备了不同孔隙结构的聚酰胺(PA)多孔膜,用扫描电镜(SEM)和材料力学试验机对不同孔隙结构的PA多孔膜的形貌和力学性能进行了表征。将PA多孔膜与类成骨细胞(MG63)共培养来考察不同孔隙结构多孔膜的细胞生物学响应。结果表明,随着溶剂蒸发温度升高,制备的PA多孔膜孔径大小逐渐增大,在40℃下制备的多孔膜孔隙结构均匀,孔径为10~20μm,其弹性模量与拉伸强度分别达到(20.2±0.9)和(5.2±0.5)MPa。细胞实验表明,与40℃下制备的PA多孔膜共培养后,细胞在其表面伸展爬行,形态结构完整,增殖明显。具有可控特性的PA多孔膜能够满足其在骨组织引导再生临床中的应用。     

溶剂自扩散法制备聚L-乳酸/β-磷酸三钙复合多孔支架材料

采用溶剂自扩散原理从聚L-乳酸(PLLA)/β-磷酸三钙(β-TCP)氯仿液中沉积得到PLLA/β-TCP复合颗粒,研究了不同扩散介质对该过程的影响.研究表明制备复合颗粒以丙酮/无水乙醇混合液为扩散介质效果最佳,以其为扩散介质沉积速率快、沉积充分,且得到的复合颗粒可以经模压成型、粒子沥滤工艺制备PLLA/β-TCP多孔复合支架.对多孔支架进行了SEM、孔隙率、力学性能及有机溶剂残留量测试,结果表明制备的多孔支架孔结构三维贯通,孔隙率60.3%,抗压强度4.40MPa,氯仿、丙酮、无水乙醇残留量分别为3.630×10-5、2.07 × 10-6、2.517×10-5,满足组织工程支架材料要求.     

生物基聚乳酸微孔膜的制备及透析性能

通过浸没沉淀相转化法制备生物基聚乳酸(PLLA)微孔膜,并考察溶剂种类和致孔剂种类及致孔剂分子量对微孔膜结构和性能的影响.分别考察N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)和1,4-二氧六环(DO)作为溶剂对PLLA膜微孔结构的影响,研究用聚乙二醇(PEG6000)和聚乙烯基吡咯烷酮(PVP-K30)作为致孔剂对PLLA膜微孔结构、平均孔径、水通量及接触角的影响;不同分子量的致孔剂PEG(600、6000、10000)对PLLA膜微孔结构、平均孔径及水通量的影响.通过扫描电镜照片发现,NMP和DMAc作为溶剂可得到指状孔,而DO作为溶剂得到胞状孔,PEG和PVP-K30作为致孔剂均可促进PLLA膜大孔的形成,PVP-K30可使PLLA膜表面更为多孔,不同分子量的PEG作为致孔剂会同时影响PLLA膜的孔径和皮层厚度.通过对制备的PLLA微孔膜的水通量及尿素、溶菌酶和牛血清蛋白的透过性能分析表明聚乳酸膜具有较好的溶质选择透过性,有望成为具有良好生物相容性和透析性能的新一代血液透析膜材料.     

纳米纤维素晶体和柠檬酸改性聚乙烯醇薄膜的制备及性能

以球形纳米纤维素晶体(NCC)作增强相、柠檬酸作交联剂对聚乙烯醇(PVA)进行改性,制备了PVA/NCC纳米复合薄膜和柠檬酸交联PVA/NCC纳米复合薄膜。通过热重分析、差热分析、吸水实验和拉伸实验考察了NCC的添加和柠檬酸的交联对薄膜热性能、耐水性和力学性能的影响。结果表明,与纯PVA薄膜相比,改性PVA薄膜的起始分解温度升高、熔融/结晶峰向高温方向移动、吸水率降低;只用NCC或柠檬酸对PVA改性时,所得PVA/NCC纳米复合薄膜、柠檬酸交联PVA薄膜的力学性能均对环境湿度敏感;同时用NCC(m(NCC)/m(PVA)=6/100)和柠檬酸(m(柠檬酸)/m(PVA)=3/100或m(柠檬酸)/m(PVA)=4.5/100)对PVA改性时,所得柠檬酸交联PVA/NCC纳米复合薄膜的力学性能不随环境湿度变化。     

孔结构渐变聚己内酯/羟基磷灰石仿生骨材料

为获得具有类似人骨的渐变孔结构、力学性能良好的羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)/聚己内酯(polycaprolactone,PCL)仿生骨材料,采用水热法制备了HA粉末,通过溶剂共混法将其与PCL复合,并采用浇铸/NaCl微粒浸出法制备了多孔状HA/PCL复合材料.通过控制造孔剂NaCl的粒径和用量得到了不同孔径、不同孔隙率的HA/PCL复合材料及具有渐变孔结构的HA/PCL复合材料.利用光学显微镜观察了其孔结构,结果为孔径在100～300μm,最大孔隙率达到80%.同时研究了它们在人体体温附近(37±5)℃的力学性能,结果表明渐变孔结构的HA/PCL复合材料的力学性能较单一孔结构的HA/PCL复合材料有了很大的提高.通过梯度造孔不仅可获得与人骨极为类似的多孔仿生材料,同时还可大幅提高多孔材料的力学性能.     

呼吸图案法制备聚苯乙烯有序多孔膜

有序多孔膜是一种可以应用于众多领域的功能性材料,建立简单、低廉和安全的制备方法能够强有力地推进多孔膜材料的广泛利用.本文用水作为模板剂,以溶解于甲苯的工业通用级聚苯乙烯(PS,PG-22)溶液为成膜材料,利用呼吸图案法成功地制备出多孔膜,并采用扫描电镜(SEM)对所制的多孔膜形貌进行了观察,分别研究了动态和静态气氛、制膜液用量、质量浓度、环境湿度等条件对孔径大小和分布的影响.结果表明,制备有序多孔膜的适宜条件为:在环境温度25℃和用甲苯为溶剂时,聚合物质量浓度为25 mg/m L,用量0.8 m L,环境湿度85%(相对湿度),并保持静态气氛.采用聚苯乙烯溶液多次涂覆方法可以增加多孔膜厚度,有利于提高其机械强度,也为有序多孔碳材料的制备奠定了基础.     

聚乳酸多孔微球的制备及释药性能

将聚乳酸(PLLA)/四氢呋喃(THF)溶液分散在甘油(连续相)中,通过自乳化结合热致相分离(TIPS)制备一系列PLLA多孔微球,微球由捆束状纳米纤维组成。通过改变PLLA浓度、(PLLA/THF)∶甘油比值、溶剂种类以及淬火温度等条件研究所得多孔微球结构与形貌。结果表明,PLLA的质量分数为2%~5%、m(PLLA/THF)∶m(甘油)=1∶3、-20℃和-196℃淬火均能得到形状规整的PLLA多孔微球。多孔微球孔隙率和比表面积最高可达95.44%和32.53m2/g。PLLA多孔微球对牛血清蛋白的药载量为0.355 mg/mg,30 h内释放率达到59.8%,是一种非常良好的药物缓释载体。     

一种新型碱性多孔聚合物电解质的制备与性能研究

用萃取活化法制备了PVA基碱性多孔聚合物电解质,其制备过程包括3步:(1)PVA/PEG共混膜的制备;(2)通过萃取制备PVA基多孔膜;(3)用KOH溶液浸泡多孔膜.并采用交流阻抗、扫描电镜和X射线衍射法对该膜进行了分析,结果表明,制得的多孔膜具有不对称的孔状结构,当m(PVA)∶m(PEG)=7 ∶ 3时,样品经过萃取活化后吸液率与离子电导率最大,分别为94.4%和9.71×10-3S/cm;循环伏安测试表明,体系的电化学稳定窗口达到2.2V,经过50个循环后电化学稳定窗口仍保持在2.2V.这种新型碱性多孔聚合物电解质有望应用在镍氢电池中.