碳納米管/羥基磷灰石/聚醚醚酮復(fù)合材料的制備及機(jī)械性能研究
發(fā)布時間:2021-05-20 12:46
聚醚醚酮(PEEK)作為一種新型高分子聚合物,因其優(yōu)異的耐磨性、化學(xué)穩(wěn)定性、無毒性以及楊氏模量接近人骨模量等優(yōu)點(diǎn),是理想的人工關(guān)節(jié)替換材料,適合長期植入人體;由于其自身的生物相容性和生物活性較差,限制了使用范圍。羥基磷灰石(HA)是自然骨無機(jī)成分的主要部分,具有良好的生物相容性和生物活性,以及骨傳導(dǎo)性;但是純HA力學(xué)性能較差,強(qiáng)度較低,難以承受負(fù)荷或沖擊,阻礙了其在人體骨組織修復(fù)中的應(yīng)用。所以本文采用將HA與PEEK進(jìn)行復(fù)合制備一種新型復(fù)合材料,使兩種材料的性能都得到充分發(fā)揮。碳納米管(CNTs)以其優(yōu)異力學(xué)性,也被認(rèn)為是一種良好的填充材料,可以增強(qiáng)聚合物基體的力學(xué)性能。因此本文探究了不同改性MWCNTs和HA對PEEK復(fù)合材料的結(jié)晶性能、機(jī)械性能(沖擊、拉伸和熱機(jī)械性能)和摩擦性能的影響。首先,利用濃硫酸和濃硝酸(體積比為3:1)的混酸,對原始碳納米管(p-MWCNTs)進(jìn)行酸化處理,得到酸化碳納米管(a-MWCNTs);然后,用對氨基苯磺酸在縮合劑(DCC)作用下,對a-MWCNTs進(jìn)行進(jìn)一步表面修飾,得到磺化碳納米管(s-MWCNTs)。最后,采用熱壓成型工藝制備不同改性MWCN...
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
1.1 復(fù)合材料
1.1.1 填充材料與基體材料
1.1.2 復(fù)合材料的制備方法
1.1.3 復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
1.2 聚醚醚酮
1.2.1 聚醚醚酮的性能及應(yīng)用
1.2.2 聚醚醚酮的改性
1.3 羥基磷灰石
1.3.1 納米羥基磷灰石的合成方法
1.3.2 羥基磷灰石的表面改性
1.3.3 羥基磷灰石/聚合物復(fù)合材料的研究進(jìn)展
1.4 碳納米管
1.4.1 碳納米管的性能
1.4.2 碳納米管的改性
1.4.3 碳納米管/聚合物復(fù)合材料研究進(jìn)展
1.5 研究目的及內(nèi)容
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究內(nèi)容
第二章 碳納米管的磺基化修飾
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2.3 實(shí)驗(yàn)過程
2.2.4 樣品的分析及表征
2.3 結(jié)果與談?wù)?br> 2.3.1 碳納米管表面磺化條件的確定
2.3.2 碳納米管在不同溶劑中的分散性
2.3.3 碳納米管表面官能團(tuán)以及結(jié)構(gòu)分析
2.4 反應(yīng)機(jī)理探討
2.5 本章小結(jié)
第三章 碳納米管/聚醚醚酮復(fù)合材料的制備及機(jī)械性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.2.3 碳納米管/聚醚醚酮復(fù)合材料的制備與成型
3.2.4 樣品的分析及表征
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 碳納米管在聚醚醚酮中的分散性
3.3.2 碳納米管/聚醚醚酮復(fù)合材料的結(jié)晶性能
3.3.3 碳納米管/聚醚醚酮復(fù)合材料的沖擊性能
3.3.4 碳納米管/聚醚醚酮復(fù)合材料的拉伸性能
3.3.5 碳納米管/聚醚醚酮復(fù)合材料的動態(tài)熱機(jī)械性能
3.3.6 碳納米管/聚醚醚酮復(fù)合材料的摩擦性能
3.4 本章小結(jié)
第四章 碳納米管/羥基磷灰石/聚醚醚酮復(fù)合材料的制備及機(jī)械性能研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
4.2.3 羥基磷灰石的制備及改性
4.2.4 碳納米管/羥基磷灰石/聚醚醚酮復(fù)合材料的制備
4.2.5 樣品的分析及表征
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 羥基磷灰石的結(jié)構(gòu)及熱穩(wěn)定性分析
4.3.2 碳納米管和羥基磷灰石在聚醚醚酮中的分散性
4.3.3 碳納米管/羥基磷灰石/聚醚醚酮復(fù)合材料的結(jié)晶性能
4.3.4 碳納米管/羥基磷灰石/聚醚醚酮復(fù)合材料的沖擊性能
4.3.5 碳納米管/羥基磷灰石/聚醚醚酮復(fù)合材料的拉伸性能
4.3.6 碳納米管/羥基磷灰石/聚醚醚酮復(fù)合材料的動態(tài)熱機(jī)械性能
4.3.7 碳納米管/羥基磷灰石/聚醚醚酮復(fù)合材料的摩擦學(xué)性能
4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間發(fā)表的論文及其研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多壁碳納米管/聚左旋乳酸復(fù)合納米纖維支架材料與小鼠神經(jīng)干細(xì)胞的生物相容性[J]. 林成楷,戎利民,劉斌. 中國組織工程研究. 2017(06)
[2]聚乳酸/羥基磷灰石晶須復(fù)合多孔支架的制備與性能研究[J]. 秦曉素,雷云,黃潔,陳慶華,顏廷亭. 人工晶體學(xué)報. 2017(02)
[3]聚吡咯/多壁碳納米管及其聚氨酯導(dǎo)電復(fù)合材料的制備和性能[J]. 李莎莎,郝曉剛,賈金蘭,侯彩英,管濤濤,王忠德. 高分子學(xué)報. 2017(03)
[4]殼聚糖/羥基磷灰石骨復(fù)合支架修復(fù)關(guān)節(jié)軟骨損傷[J]. 劉洪亞. 中國組織工程研究. 2017(02)
[5]多孔載藥納米羥基磷灰石/聚酰胺/殼聚糖復(fù)合材料的制備與性能[J]. 周莉,吳鳳群,羅仲寬,楊菲,胡惠媛,劉波. 化學(xué)研究與應(yīng)用. 2017(01)
[6]PET/碳納米管復(fù)合材料的結(jié)晶性能和力學(xué)性能研究[J]. 徐伏,王莉,曹云麗. 塑料科技. 2016(11)
[7]碳納米管表面改性對碳納米管/尼龍66復(fù)合材料機(jī)械性能影響的研究[J]. 邱麗,單英杰,曹宗雙,楊永珍,劉旭光,陳永康. 化工新型材料. 2016(09)
[8]Sr-HAP/CS復(fù)合凝膠的制備及生物礦化性能研究[J]. 楊雪艷,安燕,胡鳴鳴,常愛香. 無機(jī)鹽工業(yè). 2016(08)
[9]碳納米管的改性及其在皮革加脂中的應(yīng)用[J]. 修麗晶,洪新球. 西部皮革. 2016(15)
[10]氨烷基磷酸鈉及其改性的羥基磷灰石對MG63細(xì)胞功能的影響[J]. 劉帥,孫富華,江依柔,謝興益. 功能材料. 2016(06)
博士論文
[1]碳納米管/尼龍66復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 邱麗.太原理工大學(xué) 2013
碩士論文
[1]碳纖維/納米二氧化鈦/聚醚醚酮耐磨復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 王宇遙.吉林大學(xué) 2016
[2]鈦酸鉀晶須增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 程芳偉.湖南工業(yè)大學(xué) 2015
[3]碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 石飛.長春工業(yè)大學(xué) 2014
[4]碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料及其摩擦磨損性能研究[D]. 吳欣鑫.南京理工大學(xué) 2012
本文編號:3197779
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
1.1 復(fù)合材料
1.1.1 填充材料與基體材料
1.1.2 復(fù)合材料的制備方法
1.1.3 復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
1.2 聚醚醚酮
1.2.1 聚醚醚酮的性能及應(yīng)用
1.2.2 聚醚醚酮的改性
1.3 羥基磷灰石
1.3.1 納米羥基磷灰石的合成方法
1.3.2 羥基磷灰石的表面改性
1.3.3 羥基磷灰石/聚合物復(fù)合材料的研究進(jìn)展
1.4 碳納米管
1.4.1 碳納米管的性能
1.4.2 碳納米管的改性
1.4.3 碳納米管/聚合物復(fù)合材料研究進(jìn)展
1.5 研究目的及內(nèi)容
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究內(nèi)容
第二章 碳納米管的磺基化修飾
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2.3 實(shí)驗(yàn)過程
2.2.4 樣品的分析及表征
2.3 結(jié)果與談?wù)?br> 2.3.1 碳納米管表面磺化條件的確定
2.3.2 碳納米管在不同溶劑中的分散性
2.3.3 碳納米管表面官能團(tuán)以及結(jié)構(gòu)分析
2.4 反應(yīng)機(jī)理探討
2.5 本章小結(jié)
第三章 碳納米管/聚醚醚酮復(fù)合材料的制備及機(jī)械性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.2.3 碳納米管/聚醚醚酮復(fù)合材料的制備與成型
3.2.4 樣品的分析及表征
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 碳納米管在聚醚醚酮中的分散性
3.3.2 碳納米管/聚醚醚酮復(fù)合材料的結(jié)晶性能
3.3.3 碳納米管/聚醚醚酮復(fù)合材料的沖擊性能
3.3.4 碳納米管/聚醚醚酮復(fù)合材料的拉伸性能
3.3.5 碳納米管/聚醚醚酮復(fù)合材料的動態(tài)熱機(jī)械性能
3.3.6 碳納米管/聚醚醚酮復(fù)合材料的摩擦性能
3.4 本章小結(jié)
第四章 碳納米管/羥基磷灰石/聚醚醚酮復(fù)合材料的制備及機(jī)械性能研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
4.2.3 羥基磷灰石的制備及改性
4.2.4 碳納米管/羥基磷灰石/聚醚醚酮復(fù)合材料的制備
4.2.5 樣品的分析及表征
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 羥基磷灰石的結(jié)構(gòu)及熱穩(wěn)定性分析
4.3.2 碳納米管和羥基磷灰石在聚醚醚酮中的分散性
4.3.3 碳納米管/羥基磷灰石/聚醚醚酮復(fù)合材料的結(jié)晶性能
4.3.4 碳納米管/羥基磷灰石/聚醚醚酮復(fù)合材料的沖擊性能
4.3.5 碳納米管/羥基磷灰石/聚醚醚酮復(fù)合材料的拉伸性能
4.3.6 碳納米管/羥基磷灰石/聚醚醚酮復(fù)合材料的動態(tài)熱機(jī)械性能
4.3.7 碳納米管/羥基磷灰石/聚醚醚酮復(fù)合材料的摩擦學(xué)性能
4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間發(fā)表的論文及其研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多壁碳納米管/聚左旋乳酸復(fù)合納米纖維支架材料與小鼠神經(jīng)干細(xì)胞的生物相容性[J]. 林成楷,戎利民,劉斌. 中國組織工程研究. 2017(06)
[2]聚乳酸/羥基磷灰石晶須復(fù)合多孔支架的制備與性能研究[J]. 秦曉素,雷云,黃潔,陳慶華,顏廷亭. 人工晶體學(xué)報. 2017(02)
[3]聚吡咯/多壁碳納米管及其聚氨酯導(dǎo)電復(fù)合材料的制備和性能[J]. 李莎莎,郝曉剛,賈金蘭,侯彩英,管濤濤,王忠德. 高分子學(xué)報. 2017(03)
[4]殼聚糖/羥基磷灰石骨復(fù)合支架修復(fù)關(guān)節(jié)軟骨損傷[J]. 劉洪亞. 中國組織工程研究. 2017(02)
[5]多孔載藥納米羥基磷灰石/聚酰胺/殼聚糖復(fù)合材料的制備與性能[J]. 周莉,吳鳳群,羅仲寬,楊菲,胡惠媛,劉波. 化學(xué)研究與應(yīng)用. 2017(01)
[6]PET/碳納米管復(fù)合材料的結(jié)晶性能和力學(xué)性能研究[J]. 徐伏,王莉,曹云麗. 塑料科技. 2016(11)
[7]碳納米管表面改性對碳納米管/尼龍66復(fù)合材料機(jī)械性能影響的研究[J]. 邱麗,單英杰,曹宗雙,楊永珍,劉旭光,陳永康. 化工新型材料. 2016(09)
[8]Sr-HAP/CS復(fù)合凝膠的制備及生物礦化性能研究[J]. 楊雪艷,安燕,胡鳴鳴,常愛香. 無機(jī)鹽工業(yè). 2016(08)
[9]碳納米管的改性及其在皮革加脂中的應(yīng)用[J]. 修麗晶,洪新球. 西部皮革. 2016(15)
[10]氨烷基磷酸鈉及其改性的羥基磷灰石對MG63細(xì)胞功能的影響[J]. 劉帥,孫富華,江依柔,謝興益. 功能材料. 2016(06)
博士論文
[1]碳納米管/尼龍66復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 邱麗.太原理工大學(xué) 2013
碩士論文
[1]碳纖維/納米二氧化鈦/聚醚醚酮耐磨復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 王宇遙.吉林大學(xué) 2016
[2]鈦酸鉀晶須增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 程芳偉.湖南工業(yè)大學(xué) 2015
[3]碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 石飛.長春工業(yè)大學(xué) 2014
[4]碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料及其摩擦磨損性能研究[D]. 吳欣鑫.南京理工大學(xué) 2012
本文編號:3197779
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