软组织损伤用水凝胶的制备及性能表征

针对传统软组织损伤用的生物粘合剂存在粘合性差和难以降解的问题，制备一种氧化硫酸软骨素的水凝胶，并就硫酸软骨素（CS）氧化程度对水凝胶性能的影响进行探讨。试验结果表明：CS氧化程度在60%时，水凝胶样品（G20OCS60）的压缩性能和拉伸性能良好。在空气和液体状态下，皆表现出良好的可注射性。在PBS溶液中的爆破强度可达36k Pa左右，远高于人类高血压爆破强度；在较短时间内，可快速实现止血，且随温度的变化，可实现逆粘结；表现出较优的可降解性和体内创伤修复性能。由此得出，以上制备的水凝胶可作为软组织损伤生物粘合剂进行使用。     

可注射甘油磷酸钠-壳聚糖/海藻酸钠复合水凝胶的制备及性能研究

通过物理交联方法,将海藻酸钠(SA)与甘油磷酸钠-壳聚糖(GP-CS)复合制备可注射GP-CS/SA复合水凝胶,考察了物料比(GP-CS与SA的质量比)对复合水凝胶凝胶化时间、溶胶含量、微观形态、热稳定性、平衡溶胀等物理化学性能的影响。结果表明,复合水凝胶中SA比例越大,凝胶化时间越短,溶胶含量越少;扫描电镜和红外光谱分析表明,GP-CS与SA通过物理交联形成三维网络结构的水凝胶;热重分析表明,复合水凝胶与GP-CS水凝胶的热稳定性没有很显著差异;平衡溶胀实验表明,随着SA比例的增大,复合水凝胶的溶胀率和平衡溶胀率升高。GP-CS/SA复合水凝胶比单一的GP-CS水凝胶具有更高的机械强度、更好的吸水性和平衡溶胀性能。     

3D打印纳米纤维/藻酸盐基水凝胶的制备与表征

以2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)氧化细菌纤维素(TOBC)作为增强体,制备了一系列的纳米纤维/藻酸盐(SA)基纳米复合水凝胶,研究了TOBC对纳米复合水凝胶的微观形貌、压缩、溶胀、生物相容性等性能的影响。通过流变实验与3D打印实验探究TOBC/SA纳米复合水凝胶的可印刷能力。结果表明,TOBC的加入显著增强了SA水凝胶的压缩性能。当TOBC含量为50%时,水凝胶压缩强度可达260.9 kPa,压缩性能最优。TOBC增强了混合油墨的非牛顿性,并使触变恢复能力最高达到83%,可3D打印制造出结构可控的复杂结构。纳米复合水凝胶表现出优异的细胞相容性,在生物医用领域特别是组织再生具有潜在的应用前景。     

壳聚糖/明胶/聚乙烯醇复合水凝胶的溶胀性能研究

以聚乙烯醇(PVA)、明胶和壳聚糖为原料,以戊二醛为交联剂,在醋酸溶液中通过共混交联反应合成了壳聚糖/明胶/聚乙烯醇复合水凝胶,考察了聚乙烯醇/壳聚糖/明胶的质量比、交联剂用量、反应温度、反应时间对复合水凝胶溶胀性能的影响。通过正交实验,确定制备复合水凝胶的优化条件如下:交联剂用量为6 mL、反应温度为75℃、反应时间为70 min、聚乙烯醇/壳聚糖/明胶的质量比为1∶2∶2,在此优化条件下合成的壳聚糖/明胶/聚乙烯醇复合水凝胶溶胀性能良好,对水的平衡溶胀度达到985%。     

壳聚糖/聚乙烯醇复合水凝胶制备及性能研究

成功制备了壳聚糖/聚乙烯醇(CS/PVA)复合水凝胶。考察了聚乙烯醇与壳聚糖的质量比及戊二醛用量等对水凝胶溶胀度、机械强度等的影响。结果表明:当聚乙烯醇与壳聚糖质量比为2,戊二醛浓度为0.213 mol/L时,水凝胶的综合性能最佳。     

壳聚糖纤维/壳聚糖/海藻酸钠水凝胶溶胀性能与抑菌性能

制备了壳聚糖(CS)/海藻酸钠(SA)复合水凝胶,并通过加入吸水性壳聚糖长纤维、45%壳聚糖水刺无纺布、80%壳聚糖水刺无纺布、100%壳聚糖水刺无纺布、100%壳聚糖针刺无纺布这五种纤维,增强复合水凝胶的力学性能,探究了复合水凝胶的吸水溶胀性能与抑菌性能。结果表明,加入纤维后水凝胶在蒸馏水中的溶胀比明显降低,在碱性环境中,水凝胶的溶胀比显著上升,在偏中性环境中,水凝胶的溶胀比最低;加入纤维后,复合水凝胶仍具有一定的抑菌性,无纤维添加的水凝胶呈现出的抑菌能力一般,而加入了吸水性壳聚糖长纤维的具有最佳的抑菌性能。     

基于苯硼酸微凝胶复合水凝胶的制备及性能

以3-氨基苯硼酸(AAPBA)为葡萄糖敏感基元,N,N′-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、丙烯酰胺(AAm)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,70℃下乳液聚合制备微凝胶。以微凝胶为反应基质作为交联点,添加相应单体,制备复合水凝胶P(AAPBA-DMAA-co-AAm)/P(AAPBA-DMAA-co-AAm)。通过FTIR、SEM和TGA分别对复合水凝胶的化学结构、表面结构和热稳定性能进行表征。通过称量法测试复合水凝胶对葡萄糖的响应性,得出添加微凝胶提高了水凝胶的响应速率,平衡时间在50 min左右。多次的重复实验说明微凝胶的添加提高了水凝胶的机械强度,复合水凝胶的重现性良好。复合水凝胶对葡萄糖响应性能优异,为凝胶用于药物释放体系奠定了基础。     

PAM/SA/CNFs复合水凝胶的制备与性能研究

通过溶液交联聚合法制备了聚丙烯酰胺(PAM)/海藻酸钠(SA)/纤维素纳米纤维(CNFs)半互穿网络结构复合水凝胶。研究了不同添加量的CNFs对SA/PAM/CNFs复合水凝胶的溶胀性能和力学性能的影响;并测定了该复合水凝胶对亚甲基蓝染料的吸附性能。结果表明:当CNFs添加量为0.1ω/%时,复合水凝胶对亚甲基蓝染料的吸附效果最好,且平衡溶胀度最大为9.47,复合水凝胶压缩应力达到114.64 kPa。     

N-异丙基丙烯酰胺/甲基丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶研究

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和甲基丙烯酸(MAA)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,在氧化石墨烯(GO)水溶液中进行自由基原位聚合,制备了聚N-异丙基丙烯酰胺/聚甲基丙烯酸/氧化石墨烯(PNIPAM/PMAA/GO)复合水凝胶,研究了GO的含量变化对复合水凝胶性能的影响。结果表明,GO的加入能明显提高水凝胶的力学性能,复合水凝胶的平衡溶胀比随着GO含量的增加而降低,并且也具有优异的pH敏感性。     

n-HA添加对聚磷酸钙水凝胶结构与性能的影响

采用共混法制备纳米羟基磷灰石/聚磷酸钙(n-HA/CPP)复合水凝胶,探究了n-HA的添加对CPP水凝胶的结构形貌、热稳定性、溶胀降解性能和力学性能的影响.结果 表明:通过控制n-HA的添加量可以改变CPP水凝胶的链长进而改变其性能,n-HA的加入提高了CPP水凝胶的热稳定性.随着n-HA添加量的增加,n-HA/CPP复合水凝胶的溶胀率和降解率均呈现先减小后增大再减小的趋势,溶胀后内部孔洞大小也呈现先减后增再减的变化规律.添加量为1wt％时,n-HA/CPP复合水凝胶的抗压强度达到最大值(5.06±0.60) MPa,与纯CPP水凝胶相比提高了22％.     

废旧聚氨酯硬质泡沫塑料的降解回收及再利用

采用双组分醇解剂乙二醇（EG）和丙二醇（PG）对废旧聚氨酯（PU）硬质泡沫塑料进行降解,获得了降解产物低聚物多元醇,并将其与木质素为原料制备出再生聚氨酯（r?PU）硬质泡沫塑料复合材料。利用导热系数测定仪、扫描电子显微镜、热重分析仪、傅里叶变换红外光谱仪等对废旧PU的降解效果和r?PU硬质泡沫复合材料的压缩强度、吸水率、导热系数、微观形貌及热稳定性等进行了分析和表征。结果表明,双组分醇解剂EG和PG质量比（m_EG：m_PG）为2：3时,废旧PU的降解效果最佳;当木质素添加量为6 %（质量分数,下同）时制备r?PU硬质泡沫复合材料的泡沫孔壁较厚且比较均匀,骨架几何构型完整,其压缩强度为185.3 kPa、导热系数为0.021 5 W/（m·K）,均能够达到国家标准要求。     

羧基化填料对聚乙烯醇/纳米纤维素水凝胶力学、导电和传感性能的影响

利用羧基化碳纳米管（CNT）和纳米纤维素微晶（CNC）与聚乙烯醇/纳米纤维素（PVA/CNF）中形成氢键构建致密的交联网络,并对水凝胶进行增强改性。结果表明,加入3 %（质量分数,下同）的CNT可以使水凝胶的拉伸强度由50 kPa提高至120 kPa,而加入3 %的CNC能够同时提高水凝胶的拉伸强度和断裂伸长率;加入CNT后能够在水凝胶中构建导电逾渗网络,结合溶剂中的离子导电使得水凝胶的电阻率显著下降;使用PVA/CNF?CNT3水凝胶制作应变传感器,能够实现拉伸、压缩和弯曲等多种应变的快速、准确传感响应。     

基于临界钙矾石膨胀破坏的磷石膏基复合胶凝材料的配料计算研究

为制备大掺量磷石膏基复合胶凝材料,在确定主要水化产物类型的基础上,通过计算临界钙矾石膨胀破坏的边界条件,确定各组分最佳掺量范围,研究其对复合胶凝材料力学性能、干缩性能的影响,并通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等测试方法研究水化产物的组成及发展规律。研究结果表明：通过理论配料计算,矿粉掺量为50%（质量分数）时,最大磷石膏掺量为26.3%（质量分数）,最小熟料掺量为23.6%（质量分数）。最佳配比组28 d胶砂抗压强度为45.2 MPa,线膨胀率小于0.04%;对比组28 d抗压强度仅有36.4 MPa,线膨胀率远大于0.04%。XRD、SEM表征结果表明,磷石膏基复合胶凝材料的水化产物主要是钙矾石（AFt）和水化硅酸钙（C-S-H）凝胶,氢氧化钙几乎反应完全;对比组钙矾石生成量远大于最佳配料组,微观结构存在大量裂缝。这说明理论配料计算可以有效用于磷石膏基复合胶凝材料的配比优化。     

玻璃纤维对聚乳酸力学性能的影响

采用熔融复合和模压成型工艺,分别制备玻璃纤维(GF)增强聚乳酸(PLA)复合材料及其经KH550表面改性的复合材料。通过扫描电镜观察和力学性能测试,系统研究玻璃纤维和KH550的用量对玻璃纤维改性聚乳酸复合材料的微观形貌、冲击、弯曲和拉伸强度的影响。结果表明含KH550的复合材料中玻璃纤维表面被聚乳酸基质包覆。当聚乳酸与玻璃纤维质量比为7∶3时,复合材料的冲击、弯曲和拉伸强度达到最大,分别为17.33 kJ/m2、96.23 kPa和75.24 kPa。与纯PLA的相比,分别增加8.31%、20.2%和25.4%。当复合体系中添加一定量(1.2%)KH550,体系的这些性能有所改善,分别达到18.52 kJ/m2、110.34 kPa和77.59 kPa。     

磷酸钙骨水泥/明胶微球复合支架的力学性能

选用α-磷酸三钙(tricalcium phosphate,TCP)系磷酸钙骨水泥(calcium phosphate based cements,CPC)和明胶微球(gelatin microspheres,GMS)复合体系,制备了仿生CPC/GMS多孔支架。比较了戊二醛交联对GMS溶胀度的影响,并考察了支架在模拟体液中降解引起的抗压强度变化。用扫描电镜、X射线衍射分析了支架不同降解时期的表面形貌和晶相组成。结果表明:GMS降解后可获得水化产物羟基磷灰石,具有贯通性通孔,孔径范围在100～500μm之间的多孔骨水泥支架;明胶的加入对骨水泥水化过程有促进作用;随GMS加入量的增加,支架的孔隙率从37%增大到84%,其相应抗压强度由28.7MPa逐渐降到2.5MPa。     

P（MA—AA）／PEG水凝胶的制备与性能研究

合成了马来酸酐-丙烯酸共聚物,并与长链分子聚乙二醇交联反应制备了马来酸酐-丙烯酸共聚物／聚乙二醇水凝胶。通过红外光谱对聚合物、水凝胶结构进行了表征,测试了不同pH值下水凝胶的溶胀度以及水凝胶在酸碱条件发生变化时的溶胀速率。研究结果表明,马来酸酐-丙烯酸共聚物／聚乙二醇水凝胶具有较强的吸水溶胀能力,并且对pH值极为敏感：交联剂含量7％的凝胶在pH=10时SR=62657％、pH=2时SR=825％,酸碱条件下具有近百倍的溶胀度变化;并且在pH发生变化时P（MA-AA）／PEG凝胶具有快速的响应速率：由pH=2溶液中转移至pH=10溶液中20min即可溶胀完全,而由pH=10溶液中转移至pH=2溶液中10min即可完全收缩。     

三异丙醇胺-糖蜜作增强型水泥助磨剂的研究

研究了三异丙醇胺（TIPA）-糖蜜复合助磨剂对水泥的助磨及增强效果,并对助磨机理和增强机理进行了探讨。结果表明,TIPA与糖蜜按一定比例复合,可以使水泥比表面积提高20～25m2/kg,45μm筛余降低2.2%～3.1%（绝对值）,3d抗压强度稍有提高,28d抗压强度提高10%左右,表现出良好的助磨作用和后强效果。在本案例中,TIPA-糖蜜作增强型助磨剂,可以在保证水泥强度的前提下用混合材替代熟料5%以上。     

含木质素水凝胶的研究进展

综述了含木质素水凝胶的研究概况。含木质素水凝胶主要由三种方式制备:木质素或改性木质素直接交联;木质素与亲水性单体接枝,同时加交联剂交联;木质素以互穿或半互穿的形式引入水凝胶中。向水凝胶中引入木质素,可以使凝胶具有pH敏感和溶剂敏感性,或者使其具备吸附与富集金属离子的功能,或者改变温度敏感型水凝胶的最低临界溶解温度。     

发泡工艺对高回弹聚氨酯泡沫塑料力学性能的影响

采用自制聚合物聚醚多元醇(POP-A)和聚醚多元醇(KGF5020)与异氰酸酯(PM200/TDI)体系制备一种高回弹聚氨酯泡沫塑料。探讨了发泡工艺对其力学性能的影响。确定了最佳发泡工艺:m(H2O)∶m(A-1)∶m(A-33)∶m(多元醇)为(3.0～3.5)∶0.15∶0.30∶100;采用Y-10366为泡沫稳定剂,DEOA为扩链剂。聚醚中KGF5020以及异氰酸酯中TDI的质量分数为50%。异氰酸酯指数大于1.02,模具的温度为65℃,室温下熟化时间为72h。在此条件下制品的力学性能:拉伸强度为171kPa,断裂伸长率为230%,回弹率为58.7%,Tg为47℃,撕裂强度为3.2N/cm,压陷因子为2.3,氧指数为28。     

聚丙烯／蒙脱土复合材料热稳性能的研究

文章通过熔融共混法制备了聚丙烯／蒙脱土复合材料,对蒙脱土的分散状态进行了表征,并对复合材料的热稳性进行了研究,结果表孵,蒙脱土可以防止氧气的渗入,同时蒙脱土片层的阻隔作用也可以阻挡一些低分子降解产物从体系中逸出,廷缓热氧化降解的进行,但是在制备有机蒙脱土中常用的蒙脱土有机改性剂（烷基季铵盐）会对聚丙烯的热稳性产生不利影响。