磷酸钙在纳米羟基磷灰石／硅橡胶复合材料表面的仿生合成

将纳米羟基磷灰石，硅橡胶复合材料浸泡于模拟体液（SBF）中仿生合成了磷酸钙，利用IR、XRD、ICP和SEM等测试手段对表面沉积物进行表征．结果表明：在模拟体液中浸泡后，复合材料表面形成了分布均匀的以羟基磷灰石为主要成分的晶粒，表面羟基磷灰石的比例得到提高，生物学性能得以进一步改善；表明纳米羟基磷灰石，硅橡胶复合材料是一种生物活性材料．     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖/羧甲基纤维素三元复合骨修复材料的制备和性能研究

用溶液共混法在常温常压下制备了不同比例的纳米羟基磷灰石/壳聚糖/羧甲基纤维素三元复合骨修复材料.用燃烧实验、IR、XRD、SEM及TEM对复合材料的组成结构及形貌进行了分析和观察,并初步研究了其力学性能.结果表明该复合材料中纳米羟基磷灰石均匀分散在壳聚糖和羧甲基纤维素网络结构中,三组分间还产生了一定的相互作用,其形态、尺寸及结构与自然骨类似,且其抗压强度比纳米羟基磷灰石/壳聚糖二元复合材料更高;同时,通过调节各组分比例,可制得不同抗压强度的复合材料.因此,该三元复合材料可望作为一种新型可降解的非承重部位骨修复材料,在生物医学材料的研究中具有重要意义.     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合骨修复材料的共沉淀法制备及其性能表征

通过共沉淀法制备了纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合骨修复材料,并采用 TEM、IR、XRD、TGA 及万能材料试验机等手段对材料进行分析表征,还通过对材料的燃烧试验研究了复合材料中两相间的分散均匀性。结果表明:复合材料中的羟基磷灰石为类似于自然骨矿物相的弱结晶含碳酸纳米晶体,并均匀分散于有机相壳聚糖中;复合后壳聚糖在 1655cm-1的酰胺Ⅰ谱带和 1599cm-1 的—NH2 吸收峰均向低波数方向移动,暗示复合材料中两相间发生了相互作用。复合材料的力学性能较之两种单组分材料有明显的改善,当纳米羟基磷灰石/壳聚糖重量比为 70/30 时,复合材料的抗压强度最高,达120MPa左右,可满足骨组织修复与替代材料的要求。     

羟基磷灰石/纤维素复合材料在骨组织工程中的研究进展

自从使用羟基磷灰石复合材料作为生物医用替代材料以来,其制备原料和制备工艺不断得到优化,现已制备出性能接近于天然骨的复合材料。但是羟基磷灰石复合材料还存在很多不足,例如抗压强度和弹性模量达不到天然骨的要求而导致其骨兼容性和骨整合较差,这些缺点严重阻碍了它作为骨替代物的发展。羟基磷灰石/纤维素复合材料不仅具有二者的特点,而且两材料协同产生的优异性能使其更加适用于生物组织工程材料。相比传统的骨替代材料,羟基磷灰石/纤维素复合材料在力学性能、生物活性、生物相容性、生物降解性等方面都有不同程度的改善,并且具有更好的成骨活性,已经基本达到理想组织工程应用的支架材料的要求。在以纤维素为基底材料制备羟基磷灰石复合材料中,已经成功应用的纤维素类包括纳晶纤维素、细菌纤维素、羧甲基纤维素(CMC)等。但是不同的纤维素/羟基磷灰石复合材料之间也存在性能差异,有的纳米复合材料抗压强度较低,只有(1.57±0.09) MPa/cm~3,但是有的纳米复合材料的抗压强度和模量都能接近天然骨。因此近几年来,研究者们除了不断优化制备工艺,主要还在选择合适的纤维素方面不断尝试,并取得了很大的进步。目前,已经有研究者发现CMC/明胶/羟基磷灰石纳米复合材料的抗压强度和模量与人松质骨和皮质骨相似,并且它也能促进细胞的高碱性磷酸酶活性和细胞外矿化,可作为主要承载区的再生骨移植材料。本文介绍了羟基磷灰石与纤维素的特点,综述了各类羟基磷灰石/纤维素复合材料的制备方法以及研究现状,并对其性能进行了探讨,进而对羟基磷灰石/纤维素复合材料的研究发展前景予以展望,希望为制备性能更加良好的骨替代材料提供参考。     

纳米羟基磷灰石增强聚酰胺66复合材料动态力学性能分析

采用动态力学分析(dynamic mechanical analysis)方法研究了纳米羟基磷灰石(nano-hydroxyapatite, n-HA)增强聚酰胺66(polyamide 66, PA66)生物复合材料的动态力学性能.结果表明,复合材料中纳米羟基磷灰石组分的含量、生理盐水和振动频率对n-HA/PA66复合材料的动态力学性能和玻璃化转变过程都有一定程度的影响.随着纳米羟基磷灰石含量的增加,其复合材料的力学损耗峰温度移向高温区,峰值降低;复合材料吸水后其储能模量和损耗模量都有所降低,且玻璃化温度向低温区移动;振动频率对复合材料的动态力学性能也有一定的影响, 随着振动频率的增加,复合材料的储能模量也有所提高.     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖-硫酸软骨素复合材料的制备及其性能研究

采用共沉淀方法制备了纳米羟基磷灰石/壳聚糖-硫酸软骨素复合材料, 用XRD、 SEM、 EDS、 TGA及万能材料实验机等对材料性能进行了分析表征, 并观察了材料在模拟体液中培养后表面结构、 形态以及体系pH值的变化。结果表明: 纳米羟基磷灰石／壳聚糖-硫酸软骨素复合材料具有良好的力学性能, 对机体微环境影响微小、 表面矿化效果好,有良好的生物活性和生物相容性。当羟基磷灰石含量为50%时, 抗压强度为42.3MPa, 该复合材料可满足骨组织修复与替代的要求, 有望成为治疗骨缺损的承力替代物。      

纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合生物材料研究

骨的特殊性能决定了其在人体中起重要的功能作用,人工骨材料对骨缺损的治疗有重要意义。羟基磷灰石是人和动物骨骼的主要无机成分;壳聚糖是天然可降解多糖,降解产物为对人体组织无毒、无害的氨基葡萄糖。纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合生物材料可以实现羟基磷灰石和壳聚糖两者的优势互补,具有优良的生物活性、生物相容性和力学性能。介绍了近年来纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合生物材料的主要合成方法(如共混法、共沉淀法、原位沉析法、交替沉积法和模拟体液法等),并在此基础上介绍了基于纳米羟基磷灰石/壳聚糖的三元复合材料的研究及发展情况;最后,展望了纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合生物材料未来的发展方向。     

羟基磷灰石对硅橡胶复合材料抗凝血性能的影响

本研究制备了在165℃×10min条件下交联的机械共混羟基磷灰石和硅橡胶生物材料,并通过动态凝血试验、溶血率测定、血小板粘附的SEM观察等方法评价了羟基磷灰石与硅橡胶复合材料的血液相容性.结果表明,含60%羟基磷灰石的复合材料血液相容性最佳.     

碳纳米管取向对HA/CNTs复合材料力学性能的影响

以碳纳米管为增韧材料,用原位合成法制备了羟基磷灰石/碳纳米管复合粉体,通过氮气保护热压烧结制备了羟基磷灰石/碳纳米管复合材料,并对其进行了XRD、FT-IR、SEM、致密度、抗弯强度及断裂韧性测试,同时探索了碳纳米管取向对材料力学性能的影响.结果表明,复合材料中碳纳米管择优分布在热压面内;碳纳米管取向对材料的力学性能有较大影响,随θ(材料表面与热压方向的夹角)的增大,材料的力学性能提高,垂直于热压面的方向最差,平行于热压面的方向最好.     

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。     

低压缩永久变形导电炭黑/硅橡胶复合材料的制备与性能

为获得一种低压缩、永久变形及高回弹的导电屏蔽硅橡胶密封材料,以经偶联剂表面处理的炭黑作补强剂及导电填料,乙烯基硅橡胶生胶作基料,制备出一种导电炭黑/硅橡胶复合材料。研究了不同炭黑含量的导电炭黑/硅橡胶复合材料的力学性能、弹性、分散性以及电性能,采用SEM观察了炭黑在硅橡胶基体中的分布形貌,分析了导电炭黑/硅橡胶复合材料的导电机制及屏蔽机制。结果表明:随着炭黑含量的增加,导电炭黑/硅橡胶复合材料的Shore A硬度由31增至70;拉伸强度先由3.31 MPa增至5.28 MPa,而后趋于稳定;拉断伸长率先由198%增至297%,然后再减小至210%;恒定压缩永久变形量先减小后增大,瞬间回弹率逐渐减小;由于"炭黑簇"的形成及导电通路的完善,导电炭黑/硅橡胶复合材料的导电性能及屏蔽效能增强。     

导电硅橡胶泡沫材料的制备与性能研究

在硅橡胶基体中添加碳系导电填料(CB、CNT),利用超临界CO2发泡技术,制备了CB/硅橡胶、CNT/硅橡胶以及CB/CNT/硅橡胶复合导电泡沫材料,研究了混料胶料的流变行为以及发泡前后复合材料电导率、电磁屏蔽效能的变化规律。结果表明,CB与CNT均会阻碍硅橡胶复合材料的初始交联,导电填料含量越多交联越迟缓。CB/CNT/硅橡胶复配体系中更容易形成导电通路,当CB/CNT(1∶1)总含量为8%(质量分数)时,硅橡胶复合材料的电导率可达10^-5 S/cm,其电磁屏蔽效能(EI)为14~26 dB。发泡后,硅橡胶复合材料的电导率及EI值均有所下降。     

硅橡胶膨胀型阻燃和热分解特性分析

采用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热分析(TG)和实时傅立叶变换红外(RTFT-IR)等手段研究了硅橡胶(MVMQ)/三聚氰胺磷酸盐(MP)、硅橡胶(MVMQ)/三聚氰胺磷酸盐(MP)/季戊四醇(PER)复合体系的阻燃性能和热分解特性。研究结果表明,MP的添加量达到40份时MVMQ/MP复合体系表现出良好的阻燃性能和力学性能。与MVMQ/MP复合体系相比,在阻燃剂总量相同的情况下,MVMQ/MP/PER复合体系的阻燃性能有所降低。TG和RTFT-IR的结果都表明,阻燃剂MP的加入促进了硅橡胶的热分解。     

羰基铁粉填充室温硫化有机硅密封胶力学性能的研究

以羰基铁粉为吸收剂、107硅橡胶（PDMS）为基体，研究了偶联剂、气相白炭黑及羰基铁粉用量对室温硫化有机硅密封胶力学性能的影响；并利用扫描电镜对硫化胶断面的微观结构进行了观察。结果表明：羰基铁粉经硅烷偶联剂改性后，在硅橡胶基体中分散均匀，与硅橡胶界面结合较好；气相白炭黑能对硅橡胶起到一定的补强作用，并且提高了羰基铁粉的沉降稳定性；在一定范围内随着羰基铁粉在硅橡胶基体中体积含量的增加，其力学性能有较大程度的提高，羰基铁粉的最大填充量为57．5％。     

Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9软磁粉/硅橡胶力敏复合材料的逾渗特性

以三元嵌段共聚硅橡胶为基体,Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉软磁粉为应力敏感填充粒子,采用机械共混和精密铸压热成型方法制备出系列粉体含量的Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉软磁粉/硅橡胶接触应力敏感复合材料,重点研究了其交流阻抗、直流电阻、粒子间及粒子与硅橡胶间相互作用程度等性能的逾渗特性。研究表明,该柔性力敏复合材料具有较显著的交流阻抗双逾渗特性。分析发现,“第一逾渗区”内材料的交流阻抗值由粒子的隧道跃迁主导,“第二逾渗区”内材料的交流阻抗大小取决于Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉粒子链间的接触电阻值。     

硅橡胶压磁复合材料力学性能纳米压痕实验研究

通过纳米压痕测试技术对非晶Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉/硅橡胶压磁复合材料薄膜的力学性能进行了研究, 讨论了加载速率、 保载时间、 峰值载荷等试验参数对模量和硬度测试结果的影响。进一步分析了纳米压痕实验表征非晶Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉/硅橡胶压磁复合材料薄膜蠕变行为的可行性, 通过合理确定压痕蠕变实验参数, 获得该材料的蠕变应力指数。结果表明: 相对峰值载荷, 加载速率对测试结果影响更为显著, 而保载时间对硬度和模量测试结果几乎没有影响。     

纳米功能化石墨烯/室温硫化硅橡胶复合材料的制备与表征

用KH-550对氧化石墨进行改性, 再对其进行还原, 获得功能化石墨烯(FG), 未经干燥的FG经超声处理后可以稳定分散在质量比9∶1的丙酮/水混合液中; 在高速搅拌和超声分散条件下, 将FG分散液分散到室温硫化(RTV)硅橡胶中, 固化后得到纳米FG(nano-FG)/RTV硅橡胶复合材料。采用FTIR、TEM、SEM、XRD和DSC分析了FG及复合材料的结构和形貌。结果表明: KH-550连接到石墨烯片层表面上, 使其片层起皱、折叠, 部分发生了剥离, 层间距增大到3.46 ; FG经过超声处理后剥离成透明至半透明的片层; nano-FG/RTV硅橡胶复合材料的断面结构为褶皱结构, 不同于纯硅橡胶, 也未出现微观相分离; 与硅橡胶相比, 复合材料的T_g、T_m和结晶度均有所提高。复合材料的力学性能测试结果表明, nano-FG对RTV硅橡胶具有明显的补强效果, 当nano-FG质量分数为0.5 %时, nano-FG/RTV硅橡胶复合材料的拉伸强度比纯RTV硅橡胶提高了一倍多, 达到了0.43 MPa; 断裂伸长率也提高了52%, 达到了265%。      

多角形非晶粉/硅橡胶复合薄膜压磁性能研究

分别以FeCuNbSiB和FeSiB非晶粉为粉体与硅橡胶复合,制成具有压磁效应的复合薄膜。利用4284A阻抗分析仪对两种薄膜的压磁特性进行了研究。研究表明,非晶FeCuNbSiB粉体/硅橡胶和FeSiB粉体/硅橡胶复合薄膜均具有良好的压磁性能,对于FeCuNbSiB粉体/硅橡胶复合薄膜,在压应力<0.6MPa,频率低于200kHz的条件下,压磁效应敏感;对于FeSiB粉体/硅橡胶复合薄膜在0～1.45MPa内,薄膜的压磁效应变化幅度比较均匀;薄膜中粉体含量越高,复合薄膜的压磁效应越大,当含量为83.3%(质量分数)时,压磁性能最好;相同条件下,以FeCuNb-SiB为粉体制成的复合薄膜的压磁性能优于以FeSiB为粉体制成的薄膜的压磁性能。     

改性埃洛石复配聚磷酸铵对硅橡胶阻燃性能和力学性能的影响

为研究埃洛石对硅橡胶阻燃性能和力学性能的影响,将埃洛石经乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)表面改性处理后与聚磷酸胺(APP)复配并用于硅橡胶基体中,经机械共混制备了复配填充改性埃洛石(m-HNTs)的阻燃硅橡胶复合材料(FRSR)。利用红外光谱、热重分析对m-HNTs进行表征分析,采用扫描电子显微镜、极限氧指数(LOI)、垂直燃烧、锥形量热、能谱仪、热重分析等对FRSR的力学性能、阻燃性能、残渣形貌及热降解行为进行研究,并与复配填充未改性HNTs的样品性能对比。结果表明,复配填充适量的m-HNTs后,FRSR阻燃性能明显改善,力学性能显著提高。当复配填充3phr m-HNTs时,拉伸强度达8.7 MPa,LOI值达31.4%,UL-94测试为V-0级,且残渣致密紧实,热阻隔效果好,残炭率高,热释放速率降低36%。     

硅藻土/硅橡胶可陶瓷化复合材料的制备及性能

硅橡胶耐热性不佳严重制约着其在耐高温领域的应用。针对这一问题,分别采用低熔点氧化物Sb_2O_3和Bi_2O_3作为助溶剂,研究其对硅藻土/硅橡胶复合材料可瓷化性能的影响。采用TG分析Sb_2O_3和Bi_2O_3对硅藻土/硅橡胶复合材料的热稳定性影响,万能力学试验仪测试热解后试样的弯曲强度,场发射扫描电镜(FESEM)和能谱仪(EDS)分析热解产物的微观形貌和成份,XRD探索复合材料的可瓷化机制。结果表明:Sb_2O_3和Bi_2O_3金属氧化物会加速硅橡胶的分解,但可以明显提高热解后试样的弯曲强度。FESEM观测到Sb_2O_3和Bi_2O_3有助于复合材料在热解过程中形成连续的桥连结构,通过EDS分析计算可知,Sb_2O_3与SiO_2,Bi_2O_3与SiO_2在热解过程中可能发生共熔反应,有助于陶瓷化结构的形成。XRD表明,加入助溶剂后的硅藻土/硅橡胶复合材料的热解后形成非晶相结构,提高陶瓷层的强度。