新型生物降解交联剂的制备及其在壳聚糖交联膜中的应用

本文用聚乙二醇和丙交酯在辛酸亚锡的催化作用下合成了可降解的二羟基中间体,再与2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)反应,合成了异氰酸酯基封端的一系列生物降解型交联剂.并且对中间体和交联剂进行了 FTIR分析表征.应用交联剂对壳聚糖膜材料进行交联,并对交联材料进行了吸水率,表面接触角及力学性能的测定,结果表明新型生物降解交联剂的运用不仪改善了材料吸水性,也提高了材料的力学性能.     

改性羧甲基纤维素缓释肥包膜材料的制备与表征

以羧甲基纤维素为原料,甲醛为交联剂,氯化铵为反应体系酸性调节剂,1,2-丙二醇碳酸酯为增塑剂,制备了一系列交联羧甲基纤维素膜,研究了氯化铵、甲醛和1,2-丙二醇碳酸酯用量对交联膜性能的影响。通过傅里叶变换衰减全反射红外仪(ATR-FTIR),X射线衍射仪(XRD),热重分析仪(TGA),扫描电镜(SEM)对交联膜进行了结构和性能表征,通过吸水率,接触角对交联膜进行了亲疏水性测试,最后通过尿素渗透实验对交联膜进行了渗透性能测试。结果表明,制备的交联羧甲基纤维素膜疏水性增强,结晶度下降,随着甲醛含量的增加,对尿素7天的累积释放量从63.53%减小到53.77%,对尿素的释放具有一定的可调控能力。     

新型生物降解交联剂的制备和交联壳聚糖的性能

制备异氰酸酯基封端的一系列生物降解型交联剂,研究了反应条件对产物的影响.进一步使用此生物降解交联剂制备了交联壳聚糖多孔材料,研究了所得材料的性能.结果表明,当反应温度为70℃,反应时间为3h,投料比为2.2:1时,交联剂中NCO的质量分数为4.64%,浓度为50%的THF溶液粘度为500MPa·s,其性能适宜交联壳聚糖.随着-NCO/-NH2摩尔比的增加,交联壳聚糖多孔材料表面形貌呈现出从开孔结构逐渐过渡为闭孔结构的状态,保水率基本为未交联材料的3倍,其最大拉伸强度和弹性模量均有较大提高,最大为0.17 GPa和1.4 GPa.新型交联剂由于具有可降解的PEG-b-PLA链段,不仅保证了交联壳聚糖的降解性能,改善其亲水性,也提高了材料的力学性能.     

FCC汽油渗透汽化脱硫用膜材料HEC的性能优化

为了进一步提高羟乙基纤维素(HEC)膜的脱硫性能,文中对5种分子量的HEC进行交联改性,研究了分子量、交联剂对HEC膜脱硫性能的影响。结果表明,特性黏度122 mL/g的HEC最适合做脱硫用膜材料;HEC膜脱硫性能随交联剂种类而变化。用模拟汽油和催化裂化(FCC)汽油对交联HEC膜的渗透汽化性能进行测试,结果表明,随操作温度升高,富集因子先增加后降低,有极大值。极大值出现的温度取决于料液种类。     

ε-己内酯与DL-丙交酯共聚物的体外降解性能研究

系统研究了ε-己内酯与DL-丙交酯共聚物(PCDLA)在磷酸盐缓冲液(PH=7.4,37℃)中的降解性能。用失重率、分子量、热学性能等指标对降解性能进行评价,并对PCDLA8020薄膜表面形貌采用扫描电镜(SEM)进行了观察。研究表明:随着PCDLA共聚物组分中DL-丙交酯含量的增加,降解速度明显增快,这为PCDLA共聚物的进一步应用提供了指导意义。     

生物基可降解交联聚氨酯的合成及表征EI北大核心CSCD

以聚L-丙交酯(PLLA)为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为硬段,采用两步法制备了双键封端的聚氨酯预聚物,通过UV辐射得到一种可用于生物医学材料,具有可生物降解性的交联聚氨酯(cPU)。利用核磁共振、凝胶渗透色谱、热失重及差示扫描量热分别表征了PLLA和cPU的组成、结构及热性能,此外,对cPU材料进行了力学性能和亲水性的表征及体外降解模拟实验。结果表明,增加硬段的含量,所制备的聚氨酯材料的玻璃化转变温度(Tg)和热稳定性提高,交联度、拉伸强度和降解速率增大,断裂伸长率减小;细胞实验表明,cPU材料能支持脂肪间充质干细胞(hASC)的粘附,说明cPU具有良好的生物相容性。     

一种基于有序硬段的可生物降解聚氨酯的制备及性能

以聚乙二醇(PEG,Mn=600、1000)为引发剂,L-丙交酯(L-LA)为单体,在辛酸亚锡存在下开环聚合合成了三嵌段预聚物聚丙交酯-聚乙二醇-聚丙交酯(PLA-PEG-PLA),然后以具有有序结构的二氨基甲酸酯基二异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯-1,4-丁二醇-六亚甲基二异氰酸酯,HBH)扩链制备了一种可生物降解的脂肪族聚氨酯(PU-I、PU-II)。作为对比,以4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)作为扩链剂合成了芳香族聚氨酯(PU-III)。通过核磁共振、红外光谱、超高分辨质谱、凝胶渗透色谱等对预聚物、扩链剂、聚氨酯的化学结构进行了表征。通过对PU-I、PU-II和PU-III膜热性能、力学性能和体外降解性能的对比,研究了有序硬段对聚氨酯性能的影响。结果表明,相对于PU-III,PU-I具有更好的力学性能(断裂强度21 MPa,断裂伸长率840%)和较快的体外降解(19d);随着亲水链段PEG含量的增加,PU膜(PUII)的断裂强度降低,断裂伸长率增加,同时体外降解速率变快。该类型的脂肪族聚氨酯具有降解产物无毒、合适的力学性能和降解性能,可替代传统的芳香族聚氨酯,在医疗行业中有更广泛的用途。     

聚乳酸的合成研究

聚乳酸是一种具有良好生物相容性、可降解的高分子材料,被广泛应用于医用领域,受到越来越多的关注。聚乳酸的合成主要有两种方法：乳酸直接缩聚和丙交酯的开环聚合。文中综述了近年来聚乳酸合成研究的最新进展,讨论了直接合成时的反应条件对聚乳酸分子量的影响,似及不同催化剂对丙交酯开环聚合的影响,介绍了聚乳酸聚合的一种高效方法——反应挤出法,并展望了聚乳酸合成研究的前景。     

基于PAPI-PDLLA仿生骨组织工程材料表面亲/疏水及降解性能的研究

考察材料表面亲/疏水性能和降解性能是评价其能否适用于生物医学领域的重要指标。主要从材料表面静态水接触角和吸水率综合评价PAPI-PDLLA的表面亲/疏水性,从材料降解过程中失重率测定、分子量测定、pH值变化和表面形貌观察综合评价PAPIPDLLA的降解性能。实验结果表明,通过调节亲水嵌段聚(乙二醇-co-均苯四甲酸酐)亚胺(PAPI)在材料中占的比重,可以调节材料的亲/疏水性能,并且还可缓解PDLLA降解过程中出现的酸性积累问题。因而,PAPIPDLLA已具备应用于生物医学领域的基础。     

菌蚀型功能材料的合成与生物降解

设计与合成一种菌蚀型功能材料,探讨在模拟结肠环境下,材料降解性能与化学结构关系.用对甲基丙烯酰胺偶氮苯(BMAAB)为偶联剂,以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸(MAA)为共单体,合成聚甲基丙烯酸羟乙酯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯[P(HEMA-MAA-MMA)]无规偶氮聚合物.用紫外、红外、核磁共振手段进行化学结构测定.测定该材料溶胀性能,建立体外厌氧条件下模拟结肠环境模型,用GPC凝胶色谱法、DSC差热分析法与SEM 扫描电镜法.比较聚合物降解前后分子量、热性能与形态变化.试验结果表明, 材料溶胀指数Q随材料中HEMA-MAA含量增加而增大.材料在模拟结构内容液环境中,降解程度与材料中亲水组分含量直接相关.该材料具有菌蚀功能,有望作为结肠靶向给药系统载体.     

PLLA/PVP共混静电纺丝形貌表征及性能研究

采用静电纺丝法制备了PLLA/PVP共混纤维膜,通过SEM、接触角表征了纤维膜的形貌以及亲水性能,同时测定了纤维膜的力学性能,探讨了共混液中PVP的比例对纤维膜形貌、亲水性能及力学性能的影响。结果表明:随着共混液中PVP比例的增大,PLLA的亲水性得到改善,但纤维的强力却迅速下降。当PVP的比例为40%和50%时,接触角接近零。SEM分析结果显示:纤维丝上孔的孔径和密度随着PVP比例的增大而发生改变。     

自交联含氟丙烯酸酯共聚物的乳液合成与表征

以十二烷基硫酸钠（SDS）和OP-10为乳化剂,甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFHM）为含氟单体,双丙酮丙烯酰胺（DAAM）和已二酰肼（ADH）为交联单体,采用饥饿态半连续种子乳液聚合方法,合成了一系列自交联含氟丙烯酸酯共聚物乳液。研究了氟单体对酮肼交联的影响以及交联反应对乳胶膜的表面性能以及力学性能的影响,采用FTIR、TEM、接触角测量仪对乳液及乳胶膜性能进行了表征。研究表明,酮羰基和酰肼的交联反应在室温下可以顺利进行;氟碳基团的引入,使一部分酮羰基被屏蔽,在一定程度上阻碍了交联反应的进行;通过引入氟碳基团可以极大地提高涂膜表面的疏水性,降低涂膜的吸水率,提高涂膜接触角;通过交联反应可以有效地提高氟碳乳液的综合性能,当DFHM为7．5％,DAAM为4％时,交联膜的接触角和吸水率分别达到96．8°和8．5％,拉伸强度为24．8MPa。     

聚乙烯吡咯烷酮/聚(乙烯-乙烯醇)共混膜的制备及其油水分离性能

将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与聚(乙烯-乙烯醇)(EVAL)共混,采用浸没沉淀法制备了PVP/EVAL共混膜,并用于油水乳液分离过程。通过全反射红外光谱、扫描电子显微镜、拉伸试验、接触角测试等对膜的组成、结构形态、机械性能、亲水性进行了表征,并研究了PVP添加量对共混膜油水分离性能的影响。结果表明:添加PVP能较显著地改变EVAL膜的结构,且共混膜的机械强度和亲水性得到明显改善,当PVP添加量为10 wt%(PVP在铸膜液中的质量分数)时,其拉伸强度和断裂伸长率分别为纯EVAL膜的1.88倍和1.34倍。当PVP添加量为4 wt%时,油水分离稳定通量为纯EVAL膜的1.81倍,截留率为92.2%,比纯EVAL膜略高。PVP添加量为10 wt%的PVP/EVAL共混膜清洗后通量恢复率由纯EVAL膜的51%增至77.98%。     

纳米SiO2-氧化石墨烯/聚偏氟乙烯杂化膜的制备及特性

采用原位水解的方式制备了新型SiO₂-氧化石墨烯（GO）纳米杂化颗粒。选择GO、SiO₂、SiO₂-GO颗粒和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为添加剂,采用浸没沉淀相转化法分别制备了聚偏氟乙烯（PVDF）杂化膜。测定了PVDF杂化膜的纯水通量、膜面接触角、牛血清白蛋白（BSA）截留率和污染恢复率等参数。结果表明,SiO₂-GO/PVDF-PVP膜的接触角从78.4°减小到66.02°,膜的亲水性能有所提升。同时,SiO₂-GO/PVDF-PVP膜的纯水通量最大（1 018 L/（m²·h））,对BSA的截留率达到81.5%,污染恢复率达到了78.65%以上。新型SiO₂-GO纳米杂化颗粒协同PVP添加剂增强了PVDF超滤膜的水通量、污染物截留和抗污染特性等综合性能,为传统PVDF有机膜的改性提供了一种新方法。     

添加剂对聚丙烯腈膜结构和性能的影响

采用相转化法制备聚丙烯腈膜,分别以高分子聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30和PVP-K90)、聚乙二醇(PEG-2000和PEG-6000)和有机小分子乙二醇、无机盐氯化锂(LiCl)等六种物质作为制备聚丙烯腈膜的添加剂,含量均为3%(质量分数)。并对聚丙烯腈膜的表面和断面结构、水通量、孔隙率、水接触角及对牛血清蛋白(BSA)的截留率等进行了测试及表征。结果表明:以PEG-2000作为添加剂制得的膜的微孔较多,孔径较大,断面为指状结构,具有最大的水通量和孔隙率,达到436L/(m~2·h)和86%;有机小分子乙二醇作为添加剂制得的膜的水通量较低,但对BSA的截留率最高,为93%;聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚乙二醇(PEG)制得的膜的水接触角较低,最小达到68°,亲水性较好。     

液态树脂基材料与铜基材料的界面润湿现象分析

采用静滴法观察了液态树脂基材料与铜基材料的界面润湿现象,测定了298～363 K温度范围内的接触角,计算了附着功.结果表明:接触角随时间呈下降趋势,基板表面粗糙度对接触角的影响较大,在表面粗糙度较小时,接触角随时间下降较快,平衡接触角较小;初始接触角和平衡接触角均随树脂基材料中环氧树脂含量的增加而降低;升高温度使接触角的变化速率加快,加入树脂后的液体的平衡接触角对温度更加敏感;附着功随着时间的延长逐渐增加,但随着温度的上升而减小.     

聚偏氟乙烯微孔膜一步法亲水化改性研究

采用高能电子束预辐照接枝的方法,研究了液相丙烯酸(AAc)和苯乙烯磺酸钠(SSS)双元混合体系对聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜的接枝改性,用一步法直接制备了含有羧酸基团和磺酸基团的强亲水性PVDF微孔膜.考察了辐照剂量、反应时间、反应温度、单体浓度、单体配比以及反应溶液pH值等对接枝率的影响.采用FT-IR、接触角和水通量表征改性前后的膜表面性质和膜性能.结果表明,接枝改性后膜的亲水性增强,接触角随接枝率的增加而降低,水通量随接枝率的增加呈现出先升后降的变化,这主要是由于高接枝率时膜表面和膜孔被接枝链堵塞.     

Fabrication of channel waveguides from sol-gel-processed polyvinylpyrrolidone/ SiO(2) composite materials

Sol-gel-processed composite materials of polyvinylpyrrolidone (PVP) and SiO(2) were studied for optical waveguide applications. PVP is a polymer that can be crosslinked, so it is expected to have high thermal stability after crosslinking. However, thermal crosslinking and thermal decomposition of pure PVP take place around the same temperature, 200 °C, therefore pure PVP had a high optical propagation loss as a result of the absorption of the decomposed molecules after crosslinking. The incorporation of sol-gel-processed SiO(2) prevented the thermal decomposition of PVP and provided remarkably low optical propagation losses. The PVP/SiO(2)composite material also produced thick (>2-μm) crack-free films when the PVP concentration was 50% or higher. An optical propagation loss of 0.2 dB/cm was achieved at 633 nm in the 50% PVP/SiO(2) composite planar waveguide. Several aspects of the thermal stability of the waveguides were evaluated. The slab waveguide was then used for fabrication of channel waveguides with a selective laser-densification technique. This technique used metal lines fabricated with photolithography on the slab waveguide as a light absorbent, and these metal lines were heated by an Ar laser. The resultant channel waveguide had an optical propagation loss of 0.9 dB/ cm at 633 nm. This technique provides lower absorption loss and scattering loss compared with the direct laser-densification technique, which uses UV lasers, and produces narrow waveguides that are difficult to fabricate with a CO(2) laser.     

多元酸交联聚乙烯醇渗透汽化膜

研究了交联聚乙烯醇(PVA)渗透汽化膜。所用交联剂包括:马来酸酐、草酸、柠檬酸、偏苯三酸酐、邻苯二甲酸酐及1.6己二酸。渗透汽化的结果表明,交联剂的结构对渗透汽化膜的性能有很大的影响。当使用同样当量交联剂时,交联荆的官能度越大,当量越小,膜的分离系数越大而流量越小。交联剂分子中芳香基的存在导致流量增大,分离系数下降。交联膜的热分析结果进一步证实了交联荆结构对选择分离性能的影响。     

电化学诱导表面引发原子转移自由基聚合构筑离子型聚醚砜膜功能表面

采用电化学诱导表面引发原子转移自由基聚合(SI-eATRP)技术,在涂覆聚多巴胺的聚醚砜膜基底上接枝离子型聚合物分子刷聚对苯乙烯磺酸钠,并通过单体浓度对聚合物分子刷进行调控。采用SEM、AFM、XPS、水接触角等表征方法对改性聚醚砜膜的结构和性能进行表征;采用水通量对其进行滤过性能测定。结果表明:成功地在改性聚醚砜膜表面接枝离子型聚合物分子刷聚对苯乙烯磺酸钠;聚合物刷相互缠结形成了球状颗粒;随着电化学诱导体系中单体浓度的增大,聚合物分子刷的接枝量增加,同时水接触角显著降低;聚合物膜表面离子型分子刷的构筑改善了亲水性,因此其纯水通量明显增加,牛血清白蛋白(BSA)截留率和通量恢复率都得到了提高。SI-eATRP用于聚合物膜材料的表面改性和调控,在生物相容性膜等领域具有潜在的应用前景。