笼形氯化氨丙基聚倍半硅氧烷/聚乳酸杂化材料的冷结晶及熔融行为

采用溶液共混法制备了不同质量分数的笼形氯化氨丙基聚倍半硅氧烷/聚乳酸(OCAPS/PLLA)杂化材料。扫描电镜和能量色散X射线分析仪研究表明,OCAPS在PLLA基体中具有良好的相容性和分散性。利用差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射仪(XRD)对该体系的冷结晶及熔融行为进行了研究。结果表明,OCAPS不会改变PLLA基体结晶的α晶型,但具有异相成核作用,降低了PLLA基体的冷结晶温度;随着升温速率的降低,由于晶粒熔融重结晶导致PLLA基体熔融单峰分裂成为双峰,并且OCAPS促进了PLLA的熔融重结晶过程,使晶粒结构更加完善。     

聚四氟乙烯/二氧化硅杂化材料的性能研究

为解决纳米粒子在聚四氟乙烯(PTFE)树脂中难分散均匀的问题,使用PTFE乳液通过原位溶胶-凝胶法(Sol-Gel)制备了聚四氟乙烯/二氧化硅(SiO2)杂化材料,并对其性能进行了表征与研究.研究表明:杂化材料的拉伸强度在SiO2含量为1.05%(记为FS-2)时达到最大值20.96 MPa,为纯PTFE的两倍;断裂伸长率随着SiO2含量的增加而降低,硬度逐渐升高,接触角由121°降至79°.由SEM结果发现,试样FS-2中SiO2的粒径仅为100 nm左右,但随着SiO2含量的增加,粒径变大.杂化材料的耐热性较PTFE有一定提高,当杂化材料中SiO2含量达到5.00%时,热分解温度由纯PTFE的503℃上升至528℃.     

左旋聚乳酸/多壁碳纳米管/羟基磷灰石电纺丝纳米纤维的形态及生物降解性能

采用静电纺丝法制备了左旋聚乳酸/多壁碳纳米管/羟基磷灰石(PLLA/MW NT s/HA)杂化纳米纤维无纺毡,分析了MW NT s的加入对杂化纤维形态结构的影响,以及不同工艺条件下纤维的直径分布,并研究了纤维无纺毡在磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4,37℃)中的体外降解过程。结果表明:MW NT s的加入使PLLA/HA纤维直径略有减小;PLLA/MW NT s/HA杂化纤维体系降解液的pH值下降到一定程度后,在降解后期呈缓慢上升趋势;碱性MW NT s/HA的加入抑制了PLLA降解过程中的自催化作用,减缓了PLLA的降解速度。     

海藻酸钙水凝胶/聚乳酸复合材料的制备与性能

通过化学发泡-冷冻干燥-粒子滤出复合法制备聚乳酸(PLLA)大孔支架, 然后在大孔内以海藻酸钠(SA)、碳酸钙、葡萄糖酸内酯(GDL)为原料, 通过原位相转变制备海藻酸钙水凝胶/聚乳酸复合材料(CA/PLLA); 分别利用SEM、压缩强度测试和细胞培养对CA/PLLA支架的形貌、力学性能及生物相容性进行了研究。结果表明: PLLA具有直径小于2 mm、孔道相互连通的孔洞, 且在大孔中能够形成均匀的CA。CA/PLLA复合材料的压缩强度(2.74 MPa)远大于单一的海藻酸钙水凝胶的压缩强度(0.10 MPa)。在CA/PLLA复合支架中, 软骨细胞呈簇状圆形生长状态, 与其在天然软骨陷窝里生长状态一致。这种软硬结合、天然与合成高分子杂化的CA/PLLA复合材料的力学强度和生物相容性同时得到提高, 可进一步作为骨和软骨修复材料研究。     

新型PMMA/SiO_2/DR1非线性光学杂化材料的制备及表征

通过溶胶-凝胶法将硅烷染料DR1ASD、含硅氧烷PMMA和TEOS在酸催化条件下共水解-缩合制备了新型非线性光学杂化材料PMMA/SiO2/DR1,并运用FT-IR、SEM、UV-vis、DSC/TG和UV-vis等测试方法对其结构和性能进行表征.测试结果表明:杂化材料中有机相和无机相之间通过共价键结合,无相分离出现;杂化材料的玻璃化转变温度(Tg)和热分解温度(Td)分别达到165℃和405℃;电晕极化后杂化材料具有较高的生色团取向有序度(Φ=0.238),并表现出良好的取向稳定性,80℃条件下3h后依然有初始值的79%.     

杂化材料中有机小分子形态对阻尼性能影响

通过动态力学热分析仪(DMA)和差示扫描热分析仪(DSC)研究了由氯化聚乙烯(CPE)与2,2-甲撑双-(4-乙基-6-叔丁基苯酚)(EBP)和(2-羟基-3-环己基-5甲基)-苯环(ZKF)组成的杂化材料的阻尼性能.对于CPE/EBP杂化材料的DMA分析表明,除了含质量分数为5%的EBP外,CPE/EBP杂化材料呈现了两个明显损耗峰,在CPE基体的玻璃化温度以上出现了一个新的损耗峰.这表明在CPE/EBP杂化材料中,CPE富集相与EBP富集相是共同存在的.然而,CPE/ZKF杂化材料只有一个损耗峰,而且峰的高度随着ZKF含量的增加而明显增加.DSC研究表明,CPE/ZKF杂化材料中的ZKF以无定形态存在.研究结果说明小分子EBP和ZKF在基体材料中的存在形态对构成的杂化材料的阻尼性能产生很大的影响.     

CMPw/PLLA骨折内固定材料的制备及强度性能研究

为了提高骨折内固定材料聚乳酸的力学强度及承载能力,通过玻璃结晶化方法制备得到长径比为30～50的偏磷酸钙晶须(CMPw),将CMPw与左旋聚乳酸(PLLA)复合,制得抗压强度为80MPa,抗弯强度为40MPa,断裂强度达到170MPa的复合材料.探讨了热处理温度、萃取条件、晶须含量、粉体粒径对偏磷酸钙产物形貌和复合材料强度的影响.     

羟基磷灰石晶须/聚左旋乳酸复合材料的制备及性能

研究了两种不同形貌的羟基磷灰石(粉体和晶须)以及热压温度对羟基磷灰石/聚左旋乳酸(HA/PLLA)复合材料机械性能的影响,并优化了两者的质量配比。通过扫描电镜(SEM)、万能试验机和体外浸泡实验对复合材料的显微结构、抗压强度和生物活性进行表征。结果显示,在PLLA基质中HA晶须具有更好的增强效果,当HA晶须与PLLA质量比为1∶1,热压温度为170℃时,复合材料具有最大的抗压强度98MPa,比对应粉体增强复合材料的抗压强度提高了53%。体外浸泡实验说明了羟基磷灰石晶须/聚左旋乳酸(HA-w/PLLA)复合材料具有良好的生物活性。     

聚己内酯/ 环氧树脂/ SiO2杂化材料的制备及性能

采用端硅氧烷基聚己内酯( PCL-TESi) 作为无机前躯物, 通过环氧树脂/ KB-2 的固化反应和PCL-TESi的溶胶2凝胶过程, 制备了聚己内酯/ 环氧树脂/ SiO₂ ( PCL/ EP/ SiO₂ ) 有机-无机杂化材料。利用红外光谱、透射电镜( TEM) 、热失重分析( TGA) 及在甲苯溶液中的溶胀试验对不同SiO₂ 含量的杂化材料进行分析。研究发现, 随着PCL-TESi 含量增大杂化体系交联密度降低; 此杂化体系中存在环氧和Si —O —Si 两种交联网络, 微观上形成纳米两相结构; Si —O —Si 交联网络的形成显著提高了材料的耐热性能, 使失重5 %时的热分解温度从120.5 ℃(纯环氧树脂/ KB-2 体系) 提高到277.6 ℃(SiO₂质量分数为3. 84 %的杂化体系) 。      

水辅助法制备左旋聚乳酸/聚乙烯醇复合多孔膜及其力学性能

以左旋聚乳酸(PLLA)/聚乙烯醇(PVA)为成膜材料,利用水辅助法制备了PLLA/PVA复合多孔膜。研究了溶剂及其组成、环境湿度和聚合物浓度对形成多孔膜的形貌影响。筛选出可完全溶解PLLA/PVA体系的二甲亚砜(DMSO)/二氯甲烷(DCM)混合溶剂。V(DMSO)/V(DCM)=1/9为溶剂得到孔径大小为(2.45±0.31)μm的规整蜂窝孔,且随着DMSO含量增多,孔径变小,孔分布变得无序。环境湿度从43%增加到91%,孔径大小由(1.43±0.63)μm增加到(4.30±0.63)μm,孔径与环境湿度基本上呈现一阶线性关系。与纯PLLA多孔膜相比,PLLA/PVA复合多孔膜的拉伸强度和断裂伸长率分别从33.32MPa和12.46%增加到40.66MPa和32.57%。PLLA/PVA复合多孔膜有利于细胞的粘附与生长,因而有望作为组织工程支架材料。     

多面体低聚倍半硅氧烷/氰酸酯杂化树脂固化动力学与固化工艺研究

采用非等温差示扫描量热法测试了不同升温速率下氰酸酯及氰酸酯/多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)复合材料的固化过程,分析了不同升温速率下,POSS对树脂体系固化行为的影响.运用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法对杂化树脂固化反应活化能进行了计算.结果表明,POSS对氰酸酯树脂固化具有催化作用,能显著降低树脂固化温度,含10%POSS的杂化体系固化温度可降至212℃;两种不同模型计算的活化能分别为83.30kJ/mol和85.68kJ/mol,与纯氰酸酯相比,杂化树脂的固化活化能和反应级数均有所增大.     

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.     

可用作3D打印基材的聚(乳酸-乙烯基吡咯烷酮)材料的制备与性能

采用丙三醇开环聚合左旋丙交酯(L-LA),合成了三臂乳酸预聚物(PLLA 3),通过与封端剂富马酸单乙酯(FAME)的酯化反应,成功地合成光敏性三臂乳酸预聚物(PLLA 3-FAME).将PLLA 3-FAME与反应性稀释剂N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和光引发剂Irgacure 2959,混合调制成光敏性聚(乳酸-乙烯基吡咯烷酮)树脂,经紫外光固化后成功成型,得到聚(乳酸-乙烯基吡咯烷酮)材料,并对材料结构和性能进行了表征测试.结果 表明,较材料PLLA相比,聚(乳酸-乙烯基吡咯烷酮)材料的亲水性、拉伸强度和降解速度均有显著提升.水接触角由91°±2°下降至75°±4°,吸水率由0.43％提升至35％;拉伸强度和延伸率分别由28 MPa,3.82％提升至77 MPa,11.35％;24周内的降解速度由未发生降解提升至质量损失27.57％.该材料可作为3D打印基材,可用于定制要求和组织工程的材料领域.     

聚氨酯/SiO2有机无机杂化材料研究

以正硅酸乙酯(TEOS)水解缩合,合成表面带有羟基(-OH)的活性S iO2粒子,利用甲苯二异氰酸酯(TD I)和聚乙二醇(PEG)的预聚体与活性S iO2粒子表面的-OH原位聚合反应,制备聚氨酯(PU)/S iO2有机无机杂化材料。FT-IR分析表明,弥散在杂化材料中的S iO2粒子与PU基体以化学键键合;DSC分析表明,随S iO2含量的增加,杂化材料的玻璃化温度Tg升高。与纯PU相比,S iO2含量为4%时,杂化材料的Tg由90℃升高至132℃,但当S iO2含量超过4%达到6%时,S iO2粒子破坏了PU链段的规整性,基体PU的热分解温度由387℃降低至382℃。TEM显示,杂化材料内部弥散的S iO2粒子分布比较均匀,且大部分粒子的尺寸在50 nm左右。     

CeO2-ZrO2-聚苯乙烯杂化材料的制备与性能

以非离子表面活性剂P123为模板剂,ZrOCl2.8H2O和Ce(NO3)3.6H2O为原料,制备出CeO2-ZrO2介孔粒子。采用油酸对介孔CeO2-ZrO2粒子进行有机改性后,与苯乙烯原位聚合得到CeO2-ZrO2-聚苯乙烯杂化材料。该杂化材料的热分解温度达到417℃,与纯的聚苯乙烯分解温度相比有显著提高;当CeO2-ZrO2用量达到m(CeO2-ZrO2)/m(苯乙烯)=2/100时,杂化材料的拉伸强度达到最大值42.3MPa;当CeO2-ZrO2用量达到m(CeO2-ZrO2)/m(苯乙烯)=3/100时,杂化材料的缺口冲击强度达到最大值3.18 kJ/m2;有机分子进入CeO2-ZrO2介孔材料孔道内的方式和表面包覆作用,促进了无机粒子与基体间形成强有力的界面粘合,极大改善了聚苯乙烯的力学性能和热性能。     

连续微波辐射直接熔融缩聚法合成聚L-乳酸

连续微波辐射条件下,以工业L-乳酸为原料,直接熔融缩聚合成聚L-乳酸(PLLA)。考察了脱水真空度,预聚合温度、聚合恒温时间和催化剂种类对实验的影响。得到最佳操作条件为:以复合二元催化剂SnCl2/TSA=1∶1(SnCl2的质量分数为0.45%)为催化剂,0.080 MPa脱水15 min,0.090 MPa预聚合30 min,体系升温至230℃后恒温20 min,可获得黏均分子量(-Mη)高达6.02×104g/mol的PLLA。     

笼型倍半硅氧烷(POSS)/环氧树脂有机无机杂化材料的热性能

为了提高环氧树脂(EP)的性能,采用具有氨基官能团的笼型倍半硅氧烷(POSS)改性.首先通过POSS与EP发生化学反应,形成有机无机杂化树脂;然后固化杂化树脂,得到POSS/EP有机无机杂化材料.文中研究了杂化树脂的凝胶特性和杂化材料的热性能,包括热变性温度(HDT)、玻璃化转变温度(Tg)和高温热分解性能.研究结果表...     

脲醛树脂为碳源制备介孔碳/二氧化硅及碳化温度的影响

以低聚脲醛树脂为有机碳源前驱体、正硅酸乙酯(TEOS)为无机硅源、表面活性剂F127为模板剂,采用溶剂蒸发诱导自组装(EISA)合成有序介孔碳/二氧化硅杂化材料,研究了碳化温度对于介孔碳/二氧化硅杂化材料比表面积、孔径大小及分布的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、热失重分析仪(TGA)、透射电子显微镜(TEM)、氮气吸/脱附等对制备样品进行了表征。结果表明,随着碳化温度的升高,各样品的晶面间距缩小,孔径数值也逐渐变小。碳化温度为850℃时,所得介孔碳/二氧化硅杂化材料孔径较小且孔径尺寸分布较集中。     

聚L-乳酸/环糊精复合材料性能研究

为制备具有功能性的聚乳酸复合材料,以聚L-乳酸(PLLA)和α-环糊精(α-CD)为原料,通过熔融共混技术制备PLLA/α-CD复合材料。研究结果显示α-CD促进了PLLA的结晶,提高了PLLA的结晶速率,但材料变脆;而PLLA/α-CD复合材料非等温结晶后的熔融行为则地受到降温速率的强烈影响,降温速率的增加使得PLLA/α-CD复合材料由单熔融峰转变为双熔融峰。热分解性能研究结果则表明添加α-CD能使PLLA的热分解温度升高。     

结晶温度对左旋聚乳酸的晶体改性和晶体形貌的影响

以左旋聚乳酸(PLLA)为原料,制备了无定型PLLA膜及无定型PLLA在不同温度下等温结晶的样品。利用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和偏光显微镜(POM)分析了结晶温度的改变对PLLA样品的晶体改性及晶体形貌的影响。研究结果表明,结晶温度的改变对PLLA样品的晶体结构、晶型转变及晶粒形貌特征产生了较大的影响。当结晶温度低于100℃时,PLLA主要以无序的α’-晶型存在;随着结晶温度的增加,PLLA的晶体结构和晶型开始转变,当结晶温度超过120℃后,PLLA主要以α-晶型的形式存在;而当结晶温度在100～120℃范围内,则形成的是α’-与α-晶型PLLA的混合形式存在。另一方面,POM照片测试结果表明,随着结晶温度的升高,PLLA的晶体形貌发生了改变,晶粒尺寸随温度的增加而增加,结晶速度增加,晶粒数量减少,PLLA晶体由α’-向α-晶型发生了转变。