CPPF/PLA復(fù)合材料的制備及其性能的研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-15 09:34
PLA是一種可以在人體內(nèi)被降解吸收的高分子聚合物,其生物相容性較好,在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域具有較高的應(yīng)用價(jià)值。但是PLA因其初始力學(xué)強(qiáng)度低,降解過程中力學(xué)性能衰減快等缺點(diǎn),不能夠滿足骨內(nèi)固定材料的要求。通過纖維增強(qiáng)或者納米顆粒增強(qiáng)等手段,提高PLA的初始力學(xué)性能、減小衰減速率,是目前該類材料在骨折內(nèi)固定領(lǐng)域的主要研究方向。本課題通過熔融拉絲法制備了一種具有高強(qiáng)度和高模量的含硼聚磷酸鈣纖維(CPPF);通過薄膜疊層熱壓法制備可降解的CPPF/PLA復(fù)合材料,對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能和降解性能進(jìn)行了研究;通過KH-550改性CPPF,對(duì)改性前后復(fù)合材料的力學(xué)性能和降解性能進(jìn)行了對(duì)比。研究結(jié)果如下:(1)氧化硼的摻入可以明顯改善CPPF的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性,其最佳摻入量為9%。(2)PLLA的最佳模壓工藝條件是在200℃下保溫30 min。(3)加入CPPF可以顯著提高PLLA的力學(xué)性能,當(dāng)纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%時(shí),復(fù)合材料獲得最佳的彎曲強(qiáng)度和彎曲模量,分別為285.78 MPa和11.76 GPa,比純PLLA提高了73.77%和203.35%,且在降解56天后,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度和...
【文章來源】:蘭州交通大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
骨折愈合過程模式圖
酸類聚合物主要有 3 類[16-17]:聚氨基酸、假性聚氨基酸、氨基酸-非氨酸材料作為骨內(nèi)固定材料,能夠通過代謝分解等途徑在體內(nèi)降解,降人體所吸收和排泄,但作為皮質(zhì)骨內(nèi)固定材料其強(qiáng)度還有待提高。磷酸酯酸酯與核酸具有相似主鏈結(jié)構(gòu),具有生物相容性好,其結(jié)構(gòu)容易修飾18]。作為生物醫(yī)用材料的一個(gè)重要的組成部分,具有良好的力學(xué)性能,度相似;且易于生物降解,是非常有前途的骨內(nèi)固定材料。但聚磷酸分子質(zhì)量,對(duì)材料的可塑性影響較大。乳酸酸(PLA)是一種無毒且能夠完全降解的聚合物,降解產(chǎn)物為乳酸,,能夠通過人體自身代謝的方式,將 PLA 分解后排出體外,聚乳酸的如下圖(圖 3)。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域受到人們的廣泛關(guān)注和重視。聚乳酸作為廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域。在醫(yī)藥領(lǐng)域主要應(yīng)用于藥物緩釋、骨折內(nèi)固定[19]。
聚乳酸結(jié)構(gòu)式 左旋聚乳酸右旋聚乳酸圖 1.4 聚乳酸及其單體的結(jié)構(gòu)式PLA 的制備是通過乳酸為原料合成的。目前合成 PLA 的方法有許多種,但是較為成熟的方法有以下兩種(如下圖 5):第一種是將丙交酯通過開環(huán)聚合的方法合成 PLA,因?yàn)檫@種方法是通過丙交酯開環(huán)聚合后得到的,稱為二步法;第二種是通過乳酸直接聚合得到,其中有溶液聚合法及熔融聚合法。目前,PLA 的合成通常采用二步法來實(shí)現(xiàn)。近年來,在直接聚合得到聚乳酸方面已經(jīng)具有了突破性的進(jìn)展,在國(guó)外已經(jīng)通過直接聚合的方法得到了高分子量的聚乳酸,甚至可以與二步法相媲美。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]硅烷偶聯(lián)劑改性玻璃纖維增強(qiáng)PA6研究[J]. 孫鵬,金濤,田帥,譚志勇,張會(huì)軒. 化工新型材料. 2016(01)
[2]GF表面的多步接枝改性及其對(duì)PP/GF復(fù)合材料拉伸性能的影響[J]. 劉澤宇,張樂濤,何偉,郅軻軻,張學(xué)敏,張亞剛. 工程塑料應(yīng)用. 2015(04)
[3]用等離子體處理-連續(xù)浸漬法制備銀-玻璃纖維復(fù)合材料[J]. 路平,陳曉,楊明. 材料研究學(xué)報(bào). 2015(01)
[4]不同氧化物對(duì)磷酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)與性能的影響[J]. 張晶晶,齊硯勇,阮丹. 玻璃. 2014(04)
[5]聚乙烯單聚合物復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 王遂,彭炯,王建. 塑料工業(yè). 2014(04)
[6]納米羥基磷灰石/聚合物骨修復(fù)材料的研究進(jìn)展[J]. 劉瓊,廖建國(guó),閃念. 硅酸鹽通報(bào). 2014(03)
[7]用于骨內(nèi)固定復(fù)合材料的可全降解聚磷酸鈣纖維增強(qiáng)不飽和聚酯酰胺脲樹脂的性能[J]. 艾永平,劉利軍. 高分子材料科學(xué)與工程. 2013(10)
[8]高性能玻璃纖維研究[J]. 祖群. 玻璃纖維. 2012(05)
[9]鎂-羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料的制備及表征[J]. 唐懷超,劉德寶. 功能材料. 2012(14)
[10]堿金屬元素?fù)诫s比例對(duì)聚磷酸鈣降解和礦化性能的影響[J]. 宋巍,徐源廷,賈二鵬,孫慧敏,何冠松,田野菲,余喜訊. 四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 2009(06)
博士論文
[1]生物醫(yī)用Ti-Mn合金的組織結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 李愛東.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[2]不飽和聚酯酰(亞)胺樹脂合成及復(fù)合材料性能研究[D]. 艾永平.湖南大學(xué) 2008
碩士論文
[1]明膠—透明質(zhì)酸/納米生物玻璃復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 楊中民.湖南科技大學(xué) 2013
本文編號(hào):3590376
【文章來源】:蘭州交通大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
骨折愈合過程模式圖
酸類聚合物主要有 3 類[16-17]:聚氨基酸、假性聚氨基酸、氨基酸-非氨酸材料作為骨內(nèi)固定材料,能夠通過代謝分解等途徑在體內(nèi)降解,降人體所吸收和排泄,但作為皮質(zhì)骨內(nèi)固定材料其強(qiáng)度還有待提高。磷酸酯酸酯與核酸具有相似主鏈結(jié)構(gòu),具有生物相容性好,其結(jié)構(gòu)容易修飾18]。作為生物醫(yī)用材料的一個(gè)重要的組成部分,具有良好的力學(xué)性能,度相似;且易于生物降解,是非常有前途的骨內(nèi)固定材料。但聚磷酸分子質(zhì)量,對(duì)材料的可塑性影響較大。乳酸酸(PLA)是一種無毒且能夠完全降解的聚合物,降解產(chǎn)物為乳酸,,能夠通過人體自身代謝的方式,將 PLA 分解后排出體外,聚乳酸的如下圖(圖 3)。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域受到人們的廣泛關(guān)注和重視。聚乳酸作為廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域。在醫(yī)藥領(lǐng)域主要應(yīng)用于藥物緩釋、骨折內(nèi)固定[19]。
聚乳酸結(jié)構(gòu)式 左旋聚乳酸右旋聚乳酸圖 1.4 聚乳酸及其單體的結(jié)構(gòu)式PLA 的制備是通過乳酸為原料合成的。目前合成 PLA 的方法有許多種,但是較為成熟的方法有以下兩種(如下圖 5):第一種是將丙交酯通過開環(huán)聚合的方法合成 PLA,因?yàn)檫@種方法是通過丙交酯開環(huán)聚合后得到的,稱為二步法;第二種是通過乳酸直接聚合得到,其中有溶液聚合法及熔融聚合法。目前,PLA 的合成通常采用二步法來實(shí)現(xiàn)。近年來,在直接聚合得到聚乳酸方面已經(jīng)具有了突破性的進(jìn)展,在國(guó)外已經(jīng)通過直接聚合的方法得到了高分子量的聚乳酸,甚至可以與二步法相媲美。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]硅烷偶聯(lián)劑改性玻璃纖維增強(qiáng)PA6研究[J]. 孫鵬,金濤,田帥,譚志勇,張會(huì)軒. 化工新型材料. 2016(01)
[2]GF表面的多步接枝改性及其對(duì)PP/GF復(fù)合材料拉伸性能的影響[J]. 劉澤宇,張樂濤,何偉,郅軻軻,張學(xué)敏,張亞剛. 工程塑料應(yīng)用. 2015(04)
[3]用等離子體處理-連續(xù)浸漬法制備銀-玻璃纖維復(fù)合材料[J]. 路平,陳曉,楊明. 材料研究學(xué)報(bào). 2015(01)
[4]不同氧化物對(duì)磷酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)與性能的影響[J]. 張晶晶,齊硯勇,阮丹. 玻璃. 2014(04)
[5]聚乙烯單聚合物復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 王遂,彭炯,王建. 塑料工業(yè). 2014(04)
[6]納米羥基磷灰石/聚合物骨修復(fù)材料的研究進(jìn)展[J]. 劉瓊,廖建國(guó),閃念. 硅酸鹽通報(bào). 2014(03)
[7]用于骨內(nèi)固定復(fù)合材料的可全降解聚磷酸鈣纖維增強(qiáng)不飽和聚酯酰胺脲樹脂的性能[J]. 艾永平,劉利軍. 高分子材料科學(xué)與工程. 2013(10)
[8]高性能玻璃纖維研究[J]. 祖群. 玻璃纖維. 2012(05)
[9]鎂-羥基磷灰石/聚乳酸復(fù)合材料的制備及表征[J]. 唐懷超,劉德寶. 功能材料. 2012(14)
[10]堿金屬元素?fù)诫s比例對(duì)聚磷酸鈣降解和礦化性能的影響[J]. 宋巍,徐源廷,賈二鵬,孫慧敏,何冠松,田野菲,余喜訊. 四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 2009(06)
博士論文
[1]生物醫(yī)用Ti-Mn合金的組織結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 李愛東.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[2]不飽和聚酯酰(亞)胺樹脂合成及復(fù)合材料性能研究[D]. 艾永平.湖南大學(xué) 2008
碩士論文
[1]明膠—透明質(zhì)酸/納米生物玻璃復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 楊中民.湖南科技大學(xué) 2013
本文編號(hào):3590376
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