本文關(guān)鍵詞：AZ31B鎂合金表面復(fù)合涂層的制備及腐蝕防護(hù)性能研究

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【摘要】：冠脈支架植入術(shù)已成為治療心血管阻塞的一項突破性的技術(shù),主流冠脈支架材料主要是惰性金屬,如不銹鋼、鈦合金和鈷鉻合金等,這類材料的永久存在易引發(fā)組織并發(fā)癥。與之相比,具有良好生物相容性和可降解性的鎂合金作為潛在的血管支架材料已引起廣泛關(guān)注,但較快的腐蝕速率嚴(yán)重限制了其生物功能性的發(fā)揮。因此,實現(xiàn)鎂合金的降解速率可控對其作為可降解冠脈支架具有重要意義。本文首先研究了三種摩爾比的KH-570和BTMSE合成的有機改性硅酸鹽改性層的偶聯(lián)作用與腐蝕防護(hù)性能;其次通過正交試驗優(yōu)化可降解聚(三亞甲基碳酸酯-外消旋乳酸)(P(TMC-DLLA))聚合物涂層的制備工藝;最后研究了最優(yōu)工藝的有機改性硅酸鹽+P(TMC-DLLA)復(fù)合涂層的腐蝕防護(hù)性能。研究結(jié)果如下:利用溶膠-凝膠法,通過改變KH-570與BTMSE的摩爾比,在AZ31B鎂合金表面制備了有機改性硅酸鹽層。研究發(fā)現(xiàn)有機改性硅酸鹽層間形成了Si-O-Si鍵,同時通過羥基脫水縮合,與基體表面形成了Si-O-Mg化學(xué)鍵連接。與單一P(TMC-DLLA)涂層相比,有機改性硅酸鹽層+P(TMC-DLLA)涂層與AZ31B鎂合金基體的結(jié)合強度明顯提高,達(dá)到三級。腐蝕實驗結(jié)果表明,與單一P(TMC-DLLA)涂層改性試樣相比,有機改性硅酸鹽處理后的復(fù)合涂層改性試樣的開路電位向正方向偏移了100-120 mV,電化學(xué)腐蝕電流密度下降了2-3個數(shù)量級。隨著KH-570與BTMSE摩爾比的變化,在兩者摩爾比為2:1時,復(fù)合涂層改性試樣的表面膜電阻達(dá)到2.82×107Ω·cm~2;在模擬體液中浸泡12天后,P(TMC-DLLA)/ORMOSIL-2/1鎂合金試樣表現(xiàn)出最高的電阻值,其表面遭受的腐蝕破壞最弱。因此,當(dāng)KH-570與BTMSE的摩爾比為2:1時,有機改性硅酸鹽層連接P(TMC-DLLA)涂層的作用最佳,且形成的復(fù)合涂層對于AZ31B鎂合金的腐蝕防護(hù)效果最好。采用正交試驗研究了不同參數(shù)下制備的P(TMC-DLLA)聚合物涂層對AZ31B鎂合金的腐蝕防護(hù)作用,獲得本實驗條件下的最佳工藝條件為:P(TMC-DLLA)的濃度為5 wt.%,旋涂次數(shù)為5次,P(TMC-DLLA)的特性粘度為1.8 dl/g。工藝優(yōu)化后的P(TMC-DLLA)/ORMOSIL復(fù)合涂層均勻致密,無孔隙裂紋等缺陷。與未改性AZ31B鎂合金相比,在室溫模擬體液中,改性AZ31B鎂合金試樣的自腐蝕電位向正方向偏移了約110 mV,擊穿電位(Breakdown potiential,Ebk)由-1.41 V正移至-1.30 V,自腐蝕電流密度icorr約降低了3個數(shù)量級。復(fù)合涂層浸泡20天后仍保持完整,表面膜電阻達(dá)到1.0×106Ω·cm~2,仍可對AZ31B鎂合金基體形成很好的腐蝕保護(hù)�？梢�,該復(fù)合涂層較好地實現(xiàn)了改性AZ31B鎂合金試樣的可控腐蝕降解,作為潛在的鎂合金血管支架表面防護(hù)層具有較大的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：AZ31B鎂合金 有機改性硅酸鹽 聚(三亞甲基碳酸酯-外消旋乳酸) 復(fù)合涂層 腐蝕降解
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-25
• 1.1 心血管疾病的治療方式11-12
• 1.2 不可降解金屬支架12-13
• 1.3 可降解支架13-16
• 1.3.1 可降解聚合物支架14-15
• 1.3.2 鐵基支架15
• 1.3.3 鎂合金支架15-16
• 1.4 鎂合金支架表面的涂層16-19
• 1.4.1 體降解涂層16-18
• 1.4.2 面降解涂層18-19
• 1.5 可降解支架硅烷化前處理19-21
• 1.6 課題研究意義21-22
• 1.7 課題研究內(nèi)容以及技術(shù)路線22-25
• 2 實驗材料及方法25-31
• 2.1 實驗材料25
• 2.2 試樣的制備25-27
• 2.2.1 AZ31B鎂合金的電解拋光25-26
• 2.2.2 有機改性硅酸鹽涂層的制備26
• 2.2.3 P(TMC-DLLA)涂層的制備26-27
• 2.3 分析測試方法27-31
• 2.3.1 涂層與基體結(jié)合力測試27-28
• 2.3.2 傅里葉紅外吸收光譜28
• 2.3.3 浸泡實驗28
• 2.3.4 析氫實驗28
• 2.3.5 微觀形貌觀察28-29
• 2.3.6 電化學(xué)腐蝕測試實驗29-31
• 3 有機改性硅酸鹽涂層的腐蝕防護(hù)性能31-49
• 3.1 前言31
• 3.2 涂層的制備31-32
• 3.2.1 不同摩爾比有機改性硅酸鹽涂層的制備31
• 3.2.2 P(TMC-DLLA)涂層的制備31-32
• 3.3 P(TMC-DLLA)涂層腐蝕防護(hù)行為32-36
• 3.3.1 浸泡不同時間后P(TMC-DLLA)涂層的宏觀形貌32
• 3.3.2 浸泡不同時間后P(TMC-DLLA)涂層的顯微形貌32-33
• 3.3.3 P(TMC-DLLA)涂層的的電化學(xué)測試33-36
• 3.4 有機改性硅酸鹽涂層腐蝕防護(hù)行為研究36-47
• 3.4.1 有機改性硅酸鹽涂層的傅里葉紅外分析36-38
• 3.4.2 涂層結(jié)合力測試38
• 3.4.3 浸泡不同時間后有機改性硅酸鹽涂層的宏觀形貌38-39
• 3.4.4 浸泡不同時間后有機改性硅酸鹽涂層的顯微形貌及成分表征39-42
• 3.4.5 有機改性硅酸鹽涂層的的電化學(xué)測試42-47
• 3.5 本章小結(jié)47-49
• 4 P(TMC-DLLA)聚合物涂層制備工藝優(yōu)化49-59
• 4.1 前言49
• 4.2 實驗部分49-50
• 4.2.1 有機改性硅酸鹽涂層的制備49
• 4.2.2 P(TMC-DLLA)涂層的制備49-50
• 4.3 結(jié)果與討論50-57
• 4.3.1 不同制備工藝下涂層與鎂合金結(jié)合力研究51-52
• 4.3.2 不同制備工藝下涂層的耐蝕性能對比52-57
• 4.4 本章小結(jié)57-59
• 5 優(yōu)化工藝后的聚合物復(fù)合涂層腐蝕防護(hù)性能59-69
• 5.1 前言59
• 5.2 實驗部分59
• 5.2.1 有機改性硅酸鹽涂層的制備59
• 5.2.2 P(TMC-DLLA)涂層的制備59
• 5.3 優(yōu)化復(fù)合涂層試樣的腐蝕防護(hù)行為59-66
• 5.3.1 優(yōu)化復(fù)合涂層改性鎂合金試樣浸泡過程中宏觀形貌59-61
• 5.3.2 優(yōu)化后復(fù)合涂層試樣的微觀形貌及成分表征61-63
• 5.3.3 優(yōu)化后復(fù)合涂層試樣的電化學(xué)測試63-66
• 5.4 本章小結(jié)66-69
• 6 結(jié)論69-71
• 致謝71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果77

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