聚L-丙交酯合成工艺条件研究

在超声波辐射条件下 ,以丙交酯为原料、辛酸亚锡为催化剂 ,通过开环聚合反应制得聚L 丙交酯 (PLLA)。应用红外光谱 (IR)表征聚合物的结构 ,详细讨论了丙交酯纯度、聚合温度、聚合时间和超声辐射对聚合物分子质量的影响。优化聚合条件可获得粘均分子量 >1 80× 1 0 3的聚丙交酯材料 ,聚合结果具有良好的重复性     

聚D,L-乳酸中间体--D,L-丙交酯的合成

聚D,L-乳酸（PDLLA）的合成方法主要有直接法和间接法两种。间接法合成PDLLA的关键在于中间体D,L-丙交酯（DLLA）的制备。文中以D,L-乳酸为原料,在催化剂辛酸亚锡（ZnOct2）的作用下,合成DLLA。研究温度、压力、时间等因素对DLLA产率的影响,利用DSC、XRD、IR等分析测试技术对DLLA的性能和结构进行相关的测试和表征。研究结果表明,在反应体系中加入乙二醇作为稀释剂,能降低DLLA的馏出温度,避免了DLLA在蒸馏过程中产生炭化现象,并使DLLA的平均产率由36．8％提高至51．3％。     

单模聚焦微波作用下端炔基修饰的聚(L-丙交酯)的合成与表征

在单模聚焦微波辐射作用下,以辛酸亚锡为催化剂,炔丙醇为小分子引发剂引发L-丙交酯开环聚合合成了端炔基修饰的聚(L-丙交酯)。通过正交实验考察了各种反应条件对产物产率的影响,得出最佳的聚合反应条件如下:反应温度110℃,微波功率45W,辐照时间45min,催化剂用量0.1%。在此基础上,通过改变n(L-丙交酯)∶n(炔丙醇)投料比合成了一系列端炔基修饰的聚(L-丙交酯),通过FT-IR、1H NMR、DSC、XRD和GPC对其结构与性能进行了研究。结果表明,在微波作用下,快速、高效地合成了端炔基修饰的聚(L-丙交酯)目标产物,且产物的结构与性能可以通过改变n(L-丙交酯)∶n(炔丙醇)投料比在一定程度上进行调控,随着L-丙交酯投料量增大,产物的分子量逐渐增大,熔点逐渐升高。     

交联型聚L-丙交酯的制备和性质研究

通过含活性端基聚L-丙交酯大分子单体在不同条件下的交联反应,制备了一系列交联型聚L-丙交酯。发现端基数对交联产物的性质有明显影响。溶解试验、凝胶含量测定表明,端基数目较多的大分子单体的交联产物凝胶含量较高热重分析（TGA）、降解试验和拉伸试验表明,交联产物的耐热性和拉伸强度提高,降解速率减慢,其变化趋势和交联样品的凝胶含量有关。     

L-丙交酯/ε-己内酯配比对共聚物微结构和性能的影响

辛酸亚锡催化下开环聚合制备不同物质的量比L-丙交酯/ε-己内酯(LLA/CL)共聚物。核磁共振(1H和13C-NMR)结果表明,共聚物组成与投料比基本一致,聚合过程中酯交换反应导致序列结构重新分布,二级酯交换系数(TII[CLC])随CL用量增加而增大。共聚物组成明显影响单元序列长度,各序列长度随相应单体投料量增加而增大,CL投料比≤50%的平均序列长度(LLL和LC)与相应的无规序列长度(LRC和LRLL)较接近,共聚物趋于无规分布。差示扫描量热(DSC)和广角X射线衍射(WAXD)表明共聚物是结晶态聚合物,结晶性与单元序列长度密切相关。共聚物组成显著影响其力学性能,随CL物质的量分数增加,且≤35%时表现出屈服形变的特点,具有热塑性弹性体的特征。     

原位共聚法制备聚DL丙交酯/β-磷酸三钙复合材料及性能研究

采用原位共聚法制备聚DL丙交酯/β-磷酸三钙(PDLLA/β-TCP)复合骨修复材料.以辛酸亚锡作引发剂,将一定比例的β-磷酸三钙与DL丙交酯(DLLA)混匀后在真空体系下开环聚合,并持续均匀振荡,得到PDLLA/β-TCP复合材料.通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)表征复合材料的有机-无机界面及整体复合情况;通过复合材料中PDLLA分子量及复合材料力学强度的测试考察了β-TCP的较佳加入量.研究发现:复合材料中β-TCP在PDLLA基质中分布均匀,有机-无机界面结合紧密;β-TCP比例越大,复合材料中PDLLA分子量越小;β-TCP对材料强度有增强作用,当β-TCP比例为30 wt%时,复合材料抗压强度可达99 MPa,抗弯强度可达76 MPa.     

聚DL-丙交酯/羟基磷灰石(PDLLA/HA) 复合材料——Ⅱ : 硅烷偶联剂处理羟基磷灰石表面的作用研究

采用硅烷偶联剂(A -174) 对羟基磷灰石(HA ) 表面进行处理, XPS 分析表明, 偶联剂在羟基磷灰石表面形成多层结构, 并生成稳定的化学键O-P-Si。将经偶联剂处理的HA 微粉与聚DL -丙交酯(PDLLA ) 复合, 所制备的复合材料力学强度与处理前相比得到明显提高。SEM 显示, 经处理后的HA 微粒在PDLLA 基质中分散均匀, 两者结合紧密。本文作者认为, 加强复合材料的界面相互作用和提高填充质在基质中的分散度是提高复合材料力学强度的有效途径。     

不同反应条件对原位聚合聚DL丙交酯/β-磷酸三钙复合材料强度的影响

在骨修复领域以无机钙质成分增强的聚乳酸基复合材料应用最为广泛.本文采用原位共聚法制备聚DL丙交酯/β-磷酸三钙(PDLLA/β-TCP)复合骨修复材料.以辛酸亚锡作引发剂,将一定比例的β-磷酸三钙与D L丙交酯(DLLA)混匀后在真空体系下开环聚合,并持续均匀振荡,得到PDLLA/β-TCP复合材料.研究发现,TCP的加入对材料强度有增强作用,但β-TCP的加入对PDLLA的分子量将造成不利影响.在引发剂质量分数为0.1%,150℃反应16h,β-TCP的加入量为30%条件下,材料抗压强度达95MPa,抗弯强度达69MPa.     

聚(DL-丙交酯-co-ε-己内酯)的合成、结构与性能研究

以辛酸镁为催化剂催化DL-丙交酯和ε-己内酯本体开环共聚合,制备了一系列不同单体配比的共聚物.13CNMR分析了共聚物微观结构,计算各单元平均序列长度,表明两类酯交换反应存在使得单元序列结构重新分布,并趋向于无规化分布;共聚物组成显著影响单元序列长度,各序列长度随相应单体加入量增加而增长.DSC和XRD分析了共聚物热性能和结晶性,表明共聚物结晶性与单元序列长度密切相关.共聚物只观察到一个玻璃化转变温度,符合无规共聚物的Fox方程,说明所得共聚物为无规共聚物,或者说包含有相容性嵌段成分的共聚物.     

聚己内酯/聚乙二醇/聚丙交酯两亲性共聚物纳米胶束的制备与表征

合成了两亲性聚己内酯-乙二醇-丙交酯(PCELA)三嵌段共聚物,采用沉淀法制备了粒径范围在40～120nm的PCELA纳米胶束.以芘为探针,利用荧光探针技术、动态光散射(DLS)、透射电镜(TEM)研究了PCELA在水中的行为.结果表明,临界胶束浓度(CMC)随着PCL-PLA/PEO的比率增大而增大,胶束粒径受到PCL-PLA/PEO比率和PCELA共聚物分子量的影响,胶束为具有核/壳结构的规则纳米球体.     

Formation of bone-like apatite on poly(L-lactide) to improve osteoblast-like compatibility in vitro and in vivo

The biomimetic apatite coating process was adopted to modify poly(L-lactide) (PLLA) surfaces with osteoblasts-like cell compatibility. The apatite coating was formed on the pre-hydrolyzed PLLA film and scaffold surfaces by incubating in simulated body fluid (SBF). Scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray analyzer were utilized to characterize the composition and the structure of the apatite coating. The cytocompatibility of the modified PLLA films was investigated by testing osteoblast-like attachment, proliferation, alkaline phosphatase (ALP) activity, and cell cycle. Subsequently, the modified PLLA scaffolds were co-cultured with the osteoblasts-like in vitro and subcutaneously implanted into nude mice. The experimental results showed that the formed apatite had a nano-sized particle and matrix configuration. The surface modification of PLLA with apatite coating significantly promoted osteoblast-like compatibility. After a four-week culture in vivo, no significant inflammatory signs were observed in the implanted regions and osteoblast-like congeries with bone-like structure began to form in the scaffolds. The positive results of this study suggest a good way to produce desirable PLLA biomaterials for bone tissue engineering.     

Thermal Stability of Amorphous Hydride Mg_(50)Ni_(50)H_(54) and Mg_(30)Ni_(70)H_(45)

The thermal stability of amorphous ternary hydrides Mg_(50)Ni_(50)H_(54) and Mg_(30)Ni_(70)H_(45) and their corre-sponding amorphous binary alloys Mg_(50)Ni_(50) and Mg_(30)Ni_(70) were studied with X-ray diffraction(XRD) and differential scanning calorimetry(DSC). Samples of the amorphous alloys were preparedby mechanical alloying and the amorphous hydrides were obtained by charging the alloys with gas-eous hydrogen at 3.0 MPa and 423 K. It was found that the amorphous hydrides released most oftheir hydrogen before the crystallization of the essentially hydrogen depleted amorphous alloy. Thecrystallization temperature of amorphous Mg_(50)Ni_(50)H_(54) elevated and that of amorphousMg_(30)Ni_(70)H_(45) did not change in relation to the original binary amorphous alloy. This is very excep-tional for amorphous hydrides. The reason for the effects of hydrogen absorption/desorption on thecrystallization of amorphous alloys was discussed.     

壳聚糖/聚氧乙烯复合纺丝液性能对静电纺丝的影响

为了研究壳聚糖/聚氧乙烯复合纺丝液性能对静电纺丝的影响,利用质量分数为3％的壳聚糖(CS)与聚氧乙烯(PEO)以不同的质量比溶解在浓度为50％的冰乙酸水溶液中制备了CS/PEO复合纺丝液,采用静电纺丝技术制备了CS/PEO复合纳米纤维.用扫描电子显微镜(SEM)对制备出的CS/PEO复合纳米纤维进行表征,并测试了CS/PEO复合纺丝液的溶液性能.从复合纺丝液性能对静电纺纤维成型的影响机理角度对实验结果进行了分析.分析结果表明,在其他静电纺丝参数一定时,纺丝液黏度影响射流的稳定性,从而影响纤维的形貌和直径.只要纺丝液电导率在合适的范围内,对静电纺的影响不大.从泰勒的临界公式中得出了纺丝液临界电压与纺丝液表面张力最佳值的一一对应关系,并与本实验中的实验数据相吻合.     

纳米SiC及Si3N4/SiC的高温等静压研究

采用高温等静压工艺，制备了纳米结构的单相ＳｉＣ及Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣ复相陶瓷，并通过Ｘ射线衍射分析透射有高分辨电镜对其相组成及结构进行了表征。实验表明，在温度１８５０℃，压力２００ＭＰａ条件下保温１ｈ，要获得晶粒尺寸〈１００ｎｍ，结构均匀，致密的单相ＳｉＣ纳米结构陶瓷。     

掺杂对0.7Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.3PbTiO3陶瓷结构和电学性能的影响

用传统的固相反应法、通过铌铁矿预合成路线制备了1mol%ZnO、MnO2和CuO掺杂的0.7Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.3PbTiO3(0.7PMN-0.3PT)陶瓷。XRD分析表明掺杂的0.7PMN-0.3PT陶瓷都呈现纯三方钙钛矿结构。烧成的陶瓷具有较高的致密度,其中CuO掺杂的0.7PMN-0.3PT陶瓷达到理论密度的93.79%。掺杂的0.7PMN-0.3PT陶瓷都呈现宽化、弥散的介电响应峰,然而介电常数的频率色散现象明显减弱。CuO掺杂的0.7PMN-0.3PT陶瓷呈现优良的综合电学性能:介电常数最大值εm达到21000左右,剩余极化强度Pr达到27.49μC/cm2,压电应变常量d33达到548pC/N。     

高d_(31)、高 E_c 值压电陶瓷材料的研究

本工作研究了锆—钛—铌锌酸铅和锆—钛—铌锌—铌镍酸铅系压电陶瓷,同时研究了钡、锶和铋等元素置换铅以及工艺条件对压电性能的影响,获得了|d_(31)×E_c|值高达3.56×10~(-4)的压电陶瓷新材料.     

添加物对Al2O3-TiC/Ti（C,N）系陶瓷复合材料组织和性能的影响

Al2O3-TiC/Ti(C,N)系陶瓷复合材料具有广阔的应用前景,但综合性能还有待进一步改善。分析讨论了TiC/Ti(C,N)主要成分含量对组织性能的影响,综述了Cr2O3、Y2O3、ZrO2等化合物添加物和Fe、Al、Co、Ni、Mo等金属添加物对Al2O3-TiC/Ti(C,N)系陶瓷复合材料中组织和性能影响的研究结果,并比较分析了其各自的特点。     

BaTiO3纳米线的长径比对聚间苯二甲酰间苯二胺复合材料介电性能的影响

用水热法合成了不同长径比的钛酸钡纳米线(BaTiO₃ nanowires (BTN)),用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)调节其表面化学能和静电力(标记为P-BTN)。将P-BTN加入聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)基体中制备出P-BTN含量(质量分数)为10%的介电复合材料P-BTN/PMIA。研究了合成温度对BTN长径比的影响、P-BTN对P-BTN/PMIA复合材料介电性能和电学性能的影响以及P-BTN/PMIA复合材料在不同温度下的介电性能和电学性能。结果表明：随着BTN合成温度的提高其长径比明显增大,从130℃时的7.2增大到250℃时的46;随着PMIA复合材料中P-BTN长径比的增大其介电常数从6.6增大到9.8,其介电损耗在整个频率范围内小于0.025并保持了良好的绝缘性能;在-20℃-200℃复合材料P-BTN-250-10介电常数和介电损耗保持稳定。高长径比的BTN更利于提高耐高温聚合物基复合材料的介电常数,进而提高其储能密度。     

不同蒙脱土对Al(OH)_3/乙烯-醋酸乙烯酯复合材料力学性能和阻燃性能的影响

对比研究了钙基蒙脱土(Ca-MMT)和有机改性的钠基蒙脱土(Na-MMT)对Al(OH)_3/乙烯一醋酸乙烯醋(EVA)复合材料的力学性能、热稳定性和阻燃性能的影响。采用熔融插层法制备MMT-Al(OH)_3/EVA复合材料。用XRD和TEM进行微观结构表征。结果表明:两种MMT在复合材料中均表现为一定程度的剥离分散状态,其中Ca-MMT的剥离片层相对尺寸更小。测试显示,Ca-MMT-Al(OH)_3/EVA的拉伸强度、热稳定性均高于Na-MMT-Al(OH)3/EVA;在燃烧过程中,加入Ca-MMT的Ca-MMT-Al(OH)_3/EVA复合材料热释放更低,形成的炭层隔热效果更好,表现出更优异的阻燃性能;同时火灾性能指数(FPI)提高,火灾危险性明显降低。分析原因是Ca-MMT中的Ca~(2+)在燃烧成炭中具有促进作用。