纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇复合水凝胶的溶胀性

采用溶液共混合成法制备了纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇(n-HA/PVA)复合水凝胶材料,研究了n-HA含量、冷冻循环次数与复合水凝胶含水率、溶胀比和溶解率之间的关系.结果表明水凝胶含水率、溶胀比和溶解率受冷冻-融化循环次数和n-HA含量的影响.随着n-HA的含量增加,含水率、溶胀比和溶解率逐渐减少.随着冷冻-融化循环次数的增加,含水率和溶解率逐渐降低而溶胀比逐渐增大.     

MWCNTs增强聚乙二醇-聚乙烯醇复合水凝胶的制备及性能

利用冻融循环法制备了羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs)/聚乙二醇(PEG)-聚乙烯醇(PVA)复合水凝胶。考察了不同质量配比下MWCNTs/PEG-PVA复合水凝胶的微观形貌变化,并研究了复合凝胶的溶胀性能、拉伸强度、热稳定及导电性能。结果表明,加入MWCNTs后MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶仍具有多孔的三维网状结构但孔径尺寸变小。当MWCNTs与PVA的质量比大于1.0∶100时,MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的孔洞均匀性降低。随着MWCNTs量的增加,MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的溶胀度及拉伸强度均先升高后降低。当MWCNTs与PVA的质量比为1.0∶100时,MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的溶胀度达到最大(1450%),孔隙率最高(75.8%),拉伸强度及断裂伸长率达到最大值,分别为0.97 MPa和384.0%。MWCNTs的加入提高了MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的热稳定性,MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的初始热分解温度从235℃上升至260℃;随着MWCNTs量的增加,MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的电导率从1.10×10-6 S/cm升高至6.96×10-4 S/cm。     

木质纳米纤维素增强聚乙烯醇复合水凝胶的制备及性能研究

以自制含木质素纳米纤维素纤丝(LCNFs)为增强相,聚乙烯醇(PVA)为基体,通过一次冻融制备LCNFs/PVA复合水凝胶。研究LCNFs添加量对复合水凝胶微观结构及含水量、吸水溶胀率、抗压缩性能的影响,以及载药复合水凝胶的药物释放模型及抑菌效果。结果表明,复合水凝胶呈多孔网络结构;其含水量及溶胀率随LCNFs添加量的增加而降低,抗压缩性能LCNFs随添加量的增加而增加。载药水凝胶药物释放模型符合Korsmeyer-Peppas模型,药物释放率可达95%以上,且对测试细菌有良好的抑制作用,在伤口创面敷料等领域具有潜在的应用前景。     

高强度耐低温纳米纤维素/聚乙烯醇导电复合水凝胶制备及其在柔性传感中的应用

纳米纤维素具有大长径比、较高的弹性模量与比表面积及丰富的表面官能团,是一种优良的纳米增强材料。首先以纳米纤维素(CNFs)为分散介质辅助分散MXene纳米片层,制备CNF-MXene纳米复合物,并通过FTIR与XPS分析CNFs与MXene的相互作用。以此复合物为增强填料,聚乙烯醇(PVA)为基底,制备CNF-MXene/PVA复合水凝胶,进一步通过KOH溶液处理,提高复合水凝胶的力学性能,并赋予复合水凝胶优异的离子导电性。该复合水凝胶表现出优异的力学性能,其拉伸强度与断裂伸长率分别达到255.9 kPa与1098.2%,还具有高电导率(2.38 S/m)、一定的抗冻性能与灵敏的应变/压力响应性。基于该复合水凝胶组装的应变/压力柔性传感器,由于具有极低的检测极限质量(100 mg)与极快的响应时间(225 ms),可以监控脉搏跳动与喉咙发声微小震动引起的压力变化。因此,该复合水凝胶基柔性传感器非常有希望应用于未来新一代可穿戴电子、人机交互等领域。      

多孔PVA/CNFs复合水凝胶的制备与性能

目的研究聚乙二醇(PEG)的加入对复合凝胶微观结构、溶胀性能和热稳定性的影响,扩大复合凝胶在包装领域的应用。方法以PEG为致孔剂,纳米纤维素(CNFs)为增强相,利用物理交联法制备出多孔聚乙烯醇/纳米纤维素复合水凝胶。结果 PEG作为致孔剂时可制得网络互穿结构的多孔水凝胶,复合凝胶的溶胀度可达到1000,相比于纯PVA水凝胶有极大的提高,同时加入CNFs的聚乙烯醇凝胶与纯的聚乙烯醇凝胶相比具有更好的热稳定性。结论这种有着高溶胀性和良好热稳定性的多孔复合凝胶可用于包装产品的保鲜与物流防护。     

双醛纤维素/聚乙烯醇复合水凝胶的制备及其性能

开发高性能功能性水凝胶并建立药物缓释模型对医用伤口创面材料的开发具有重要的意义。以小麦秸秆为原料通过对甲苯磺酸(p-TsOH)、高频超声、高碘酸盐氧化制备含木质素的生物交联剂双醛纤维素(2,3-dialdehyde cellulose,DAC);以DAC为交联剂与聚乙烯醇(PVA)通过羟醛缩合反应形成互穿网络结构的DAC/PVA复合水凝胶,研究了DAC含量对复合水凝胶的微观结构、吸水溶胀性能、抗压缩性能及热稳定性的影响;采用物理共混法包埋氨苄青霉素(AP)制备DAC/PVA-AP载药水凝胶并研究其药物释放过程、释放机制及抑菌作用。结果表明,DAC/PVA复合水凝胶的微观结构呈多孔3D网络立体结构,交联密度随DAC含量的增加而增加;复合水凝胶的含水量及溶胀率随着DAC含量的增加而减小,当DAC含量从0.8wt%增加至2.0wt%时,其吸水溶胀率从1 823.54%±13.89%降至1 105.41%±7.06%;在70%的应变下,1.0wt%DAC/PVA水凝胶的初始抗压强度达到5.765 MPa,抗压缩性能较强;经121℃高温湿热灭菌后,复合水凝胶均能保持完整的形貌,说明其具有优异的耐...     

丙烯酸纤维素纳米纤丝复合水凝胶颗粒的制备及其性能研究

以丙烯酸纤维素纳米纤丝（ACL-CNF）为聚合轴心,以过硫酸铵（NH₄）₂S₂O₈)为引发剂与丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸（AMPS）通过反相悬浮聚合制备出复合水凝胶微球P（AAACC）。对P（AAACC）的聚合过程、微观形态、溶胀性、机械强度以及耐温耐盐性进行了研究。结果表明,在盐浓度为10%（质量分数）时平衡溶胀倍率为13.59 g/g,在120℃时平衡溶胀倍率为30.15 g/g,与普通水凝胶相比分别提高了2.63倍和3.15倍;复合水凝胶颗粒在压缩比为85%时恢复性为84.8%,而普通水凝胶已经出现破裂;利用TG-DTG分析可以看出ACL-CNF与单体之间发生了共聚反应,并且热稳定性得到了提升;在高温高盐下老化七天后复合水凝胶颗粒的保水率为92.1%与普通水凝胶相比提高了11%,机械强度在去离子水和盐水中分别提升了2.5倍和2.79倍。     

纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇/明胶复合水凝胶的结构与性能研究

用溶液共混法制备了纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇/明胶三元复合水凝胶材料.测定了材料的含水率,采用TEM、SEM、EDAX、IR、XRD和燃烧实验对材料的结构进行了表征和分析,并研究了材料的吸水性.结果表明,制备的复合水凝胶组成均一,各组份间存在相互作用,并且具有好的吸水和保水性能.本研究制备的纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇/明胶复合水凝胶可望作为一种人工软骨材料.     

静电纺纤维素纳米晶体/壳聚糖-聚乙烯醇复合纳米纤维的制备与表征

通过探索纤维素纳米晶体（CNC）添加量对壳聚糖-聚乙烯醇（CS-PVA）基体性能的影响,为静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维的制备提供理论支撑。以CNC、CS和PVA为原料,采用静电纺丝法成功制备不同CNC含量（质量分数）的静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维,并通过SEM、TGA和FTIR等分析手段对CNC/CS-PVA复合纳米纤维的微观结构和性能进行了表征。结果表明：添加CNC后静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维直径变大,表面变粗糙,力学性能和热学性能提高;随着CNC含量的增加,静电纺CNC/CS-PVA纤维的杨氏模量（E）和抗拉强度（σ）先增强后减弱,而外延起始温度继续上升。当CNC含量为3wt%时,静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维力学性能最好,相比于CS-PVA复合纳米纤维,E和σ分别提高了43.9%和24.8%;当CNC含量为20wt%时,静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维直径分布不均匀,可以观察到单根纤维表面存在少量的球状结构物质,同时外延起始温度达到328.83℃;FTIR分析得出,CNC与CS和PVA之间只存在分子间的相互作用而没有发生化学反应;随着溶液的酸性减弱,碱性增强,不同CNC含量的静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维稳定性逐渐提高,而CNC含量对其稳定性影响不大。     

磷虾蛋白/海藻酸钠/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备及表征

以磷虾蛋白(AKP)、海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)为纺丝原料,通过静电纺丝制备AKP/SA/PVA复合纳米纤维,系统研究了纺丝液浓度和纺丝电压对纤维形貌的影响。通过FT-IR分析复合纤维的结构,结果表明SA与AKP间存在化学反应,而与PVA是物理共混,通过红外的二阶导数和拟合分峰研究共混纤维间的氢键作用,结果表明氢键的类型及含量与纤维构成有关。通过DSC和TGA测试纳米纤维的热性能,表明纤维在250℃左右开始熔融并伴随着分解。     

磺胺嘧啶银/聚乙烯醇水凝胶复合材料的制备及性能表征

采用e-Beam电子辐射和冻融循环相结合的方法制备了磺胺嘧啶银(SD-Ag)/聚乙烯醇(PVA)水凝胶。研究了制备工艺对PVA水凝胶的性能的影响。通过拉伸性能测试、吸水率检测、SEM和FT-IR等表征,考察了PVA浓度(占总质量5%~15%)、冻融与辐射处理等对PVA水凝胶拉伸强度、断裂伸长率、吸水性、凝胶含量和微观结构等的影响。结果表明:随着PVA浓度增大,PVA水凝胶的拉伸强度提高。当PVA浓度为15%、辐射剂量为25kGy时,单独辐射、辐射后冻融及冻融后辐射三种工艺制备的PVA水凝胶拉伸强度分别为0.023 MPa、0.048MPa、0.028MPa,吸水率分别为为95%、45%、63%,说明经冻融处理的水凝胶力学强度提高,吸水率有所下降。然后,选择适当的制备工艺并在PVA水凝胶中加入SD-Ag,考察了SD-Ag/PVA水凝胶的抑菌性能,抑菌活性测试结果显示,随着SD-Ag含量的增加,SD-Ag/PVA水凝胶的抑菌效果增强,而且其对革兰式阴性菌(大肠杆菌)的抑菌效果优于其对革兰式阳性菌(金黄色葡萄球菌)的抑菌效果。     

新型人工髓核材料 &mdash|&mdash|&mdash|果胶/聚乙烯醇复合水凝胶的制备及其溶胀性能

利用低频振荡、 冻融法制得果胶/聚乙烯醇复合 (Co PP) 水凝胶 , 采用红外光谱仪、 差示扫描量热仪、X射线衍射仪、 扫描电镜 , 表征其结构; 观察 Co PP水凝胶的溶胀性能 , 并探讨扩散模式及溶胀动力学。结果表明: Co PP水凝胶是一种多孔材料、 有两个结晶区 , 脱水后可再次水合、 溶胀 ; 水分子以菲克扩散模式渗入 Co PP水凝胶 , Co PP水凝胶的溶胀速率常数、 溶胀平衡时的质量溶胀率 (197. 38 %～252. 49 %) 、 体积溶胀率 (241.47 %～308. 93 %) , 均大于聚乙烯醇 ( PVA) 水凝胶。因此 , Co PP水凝胶具有溶胀快和溶胀率大等特点 , 可减小人工髓核假体植入时的尺寸 , 利于微创手术植入。     

Preparation and properties of microfibrillated cellulose polyvinyl alcohol composite materials

This work reports the preparation of MFC–PVA composite films, and the thermal and mechanical properties of these films. Microfibrillated cellulose (MFC), which was separated from kraft pulp by a mechanical process, was used as the reinforcement in polyvinyl alcohol (PVA) matrix. This MFC reinforcement has an interconnected web-like structure with fibrils having a diameter in the range of 10–100 nm, as observed by TEM. MFC–PVA composite films were created by casting from a water suspension to produce a homogeneous dispersion of MFC in the polymer matrix. DMA shows an increase of the storage modulus in the glassy state with increasing MFC content, but a more significant increase in modulus is detectable above the glass transition temperature. There is a steady increase in both the modulus and strength of the composite films until a plateau is reached at 10 wt% MFC. The thermal stability of the PVA composite films is slightly increased with the addition of MFC.

As a result of this research, it has been shown that MFC is an excellent reinforcement comparable to cellulose nanowhiskers. Furthermore, by combining MFC with PVA in addition to good mechanical properties, this composite has good chemical resistance and biodegradability. The water soluble characteristics of PVA combined with a water dispersion of MFC are also easily processable.     

纳米掺锶羟基磷灰石/聚乙烯醇/明胶复合水凝胶的制备及矿化性能研究

采用化学沉淀法制备纳米纳米掺锶羟基磷灰石(Sr-HAP)粉体,通过物理法工艺加入聚乙烯醇(PVA)和明胶溶液,经反复冷冻-解冻制备纳米掺锶羟基磷灰石/聚乙烯醇/明胶(Sr-HAP/PVA/明胶)复合水凝胶。利用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜对产物的结构进行分析,采用模拟体液法对复合凝胶产物的再矿化行为进行分析。结果表明:实验所制备的复合水凝胶组成均一,凝胶内部Sr-HAP分散良好、分布均匀,且含有大量网状结构,符合理想组织工程支架材料高孔隙率的要求。产物在模拟体液中浸泡15d后,经扫描电镜分析发现凝胶表面有沉积物生成,X射线衍射检测表面沉积物含有类似HAP的物质,说明复合凝胶具有诱导性,有望作为软骨或组织修复材料进一步研究。