基于纖維素的形狀記憶高分子復(fù)合材料的研究
本文關(guān)鍵詞:基于纖維素的形狀記憶高分子復(fù)合材料的研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:本論文制備了兩種基于纖維素的形狀記憶高分子復(fù)合材料。纖維素是自然界最豐富的生物高分子,具有可再生可降解以及良好的生物相容性,使其作為增強相應(yīng)用在復(fù)合材料方面具有其它材料無法比擬的優(yōu)勢。而且所制備的兩種復(fù)合材料均具有良好的水誘導(dǎo)的形狀記憶性能、生物相容性以及一定的可生物降解性,因此其應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)上具有巨大的潛在價值。 首先,我們將微晶纖維素(MCC)復(fù)合到可生物降解的D,L-聚乳酸(PDLLA)基體中,制備了水誘導(dǎo)的形狀記憶高分子復(fù)合材料。然后,對這種水誘導(dǎo)的PDLLA/MCC形狀記憶復(fù)合材料進行了微結(jié)構(gòu)分析、水接觸角檢測、吸水性能檢測、熱性能分析、靜態(tài)動態(tài)力學(xué)性能分析;并在37℃水環(huán)境下,考察了復(fù)合材料的形狀記憶性能。我們發(fā)現(xiàn)PDLLA-MCC-35復(fù)合材料在37℃C水環(huán)境下具有良好的形狀記憶性能。同時,我們考察了PDLLA-MCC-35復(fù)合材料的生物降解性以及生物相容性,結(jié)果表明其具有良好的生物相容性和生物降解性。 然后,我們以微晶纖維素為原料,通過硫酸催化水解的方法制備了納米纖維素(NCC),同時對NCC進行了結(jié)構(gòu)、形貌、尺寸、熱穩(wěn)定性分析,結(jié)果表明我們成功制備了長度在200nm左右,直徑在10nm左右的具有較大長徑比的NCC。 最后,我們采用化學(xué)的方法將制備的NCC復(fù)合到聚己內(nèi)酯(PCL)和聚乙二醇(PEG)中,由于NCC表面具有大量的羥基,其可作為交聯(lián)劑把用二異氰酸酯封端的PEG和PCL分子鏈交聯(lián)起來,形成了形狀記憶高分子納米復(fù)合材料網(wǎng)絡(luò),從而制備了PEG-PCL-NCC形狀記憶高分子納米復(fù)合材料。同時對這種復(fù)合材料進行了微結(jié)構(gòu)分析、交聯(lián)程度分析、水接觸角檢測、吸水性能檢測、熱性能分析、結(jié)晶性分析、靜態(tài)動態(tài)力學(xué)性能分析、細(xì)胞毒性分析;并考察了這種復(fù)合材料熱致型形狀記憶性能以及水誘導(dǎo)的形狀記憶性能,結(jié)果表明-PEG[60]-PCL[40]-NCC[10]復(fù)合材料具有良好的熱致型以及水誘導(dǎo)的形狀記憶性能,而且具有良好的生物相容性。
【關(guān)鍵詞】:微晶纖維素 納米纖維素 水誘導(dǎo)形狀記憶 復(fù)合材料 可生物降解
【學(xué)位授予單位】:西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:R318.08
【目錄】:
- 摘要7-8
- Abstract8-14
- 第1章 緒論14-27
- 1.1 形狀記憶高分子14-21
- 1.1.1 形狀記憶高分子簡介14
- 1.1.2 形狀記憶高分子的記憶原理以及分類14-18
- 1.1.3 形狀記憶高分子在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用18-21
- 1.2 纖維素概述21-23
- 1.2.1 纖維素簡介21
- 1.2.2 微晶纖維素21-22
- 1.2.3 納米纖維素22-23
- 1.3 纖維素在復(fù)合材料中的應(yīng)用23-24
- 1.3.1 微晶纖維素在復(fù)合材料中的應(yīng)用23
- 1.3.2 納米纖維素在復(fù)合材料中的應(yīng)用23-24
- 1.4 本論文研究目的、研究內(nèi)容及創(chuàng)新24-27
- 1.4.1 研究意義及目的24-25
- 1.4.2 研究內(nèi)容25-26
- 1.4.3 本課題的主要創(chuàng)新點26-27
- 第2章 水誘導(dǎo)的PDLLA/MCC形狀記憶高分子復(fù)合材料的制備以及表征27-41
- 2.1 實驗材料及儀器27-28
- 2.1.1 實驗材料27-28
- 2.1.2 實驗儀器28
- 2.2 水誘導(dǎo)的PDLLA/MCC形狀記憶復(fù)合材料的制備28-29
- 2.3 水誘導(dǎo)的PDLLA/MCC形狀記憶復(fù)合材料的性能表征29-31
- 2.3.1 掃描電子顯微鏡表征29
- 2.3.2 接觸角表征29
- 2.3.3 吸水性能表征29
- 2.3.4 熱性能表征29
- 2.3.5 靜態(tài)力學(xué)性能表征29-30
- 2.3.6 動態(tài)力學(xué)性能表征30
- 2.3.7 水誘導(dǎo)的形狀記憶性能表征30
- 2.3.8 體外降解實驗表征30-31
- 2.3.9 細(xì)胞毒性表征31
- 2.4 實驗結(jié)果討論與分析31-40
- 2.4.1 掃描電子顯微鏡分析31-32
- 2.4.2 接觸角結(jié)果分析32-33
- 2.4.3 吸水性能分析33-34
- 2.4.4 熱力學(xué)性能分析34
- 2.4.5 靜態(tài)力學(xué)性能分析34-35
- 2.4.6 動態(tài)力學(xué)性能分析35-37
- 2.4.7 水誘導(dǎo)形狀記憶性能分析37-38
- 2.4.8 體外降解結(jié)果分析38-39
- 2.4.9 細(xì)胞毒性分析39-40
- 2.5 本章小結(jié)40-41
- 第3章 納米纖維素的制備以及表征41-48
- 3.1 實驗材料及儀器41-42
- 3.1.1 實驗材料41
- 3.1.2 實驗儀器41-42
- 3.2 硫酸催化水解制備納米纖維素42
- 3.3 納米纖維素性能的表征42-44
- 3.3.1 納米纖維素的紅外光譜表征42-43
- 3.3.2 納米纖維素的X射線衍射表征43
- 3.3.3 納米纖維素的粒徑表征43
- 3.3.4 納米纖維素的透射電鏡表征43
- 3.3.5 納米纖維素的熱穩(wěn)定性表征43-44
- 3.4 實驗結(jié)果討論與分析44-47
- 3.4.1 紅外光譜分析44-45
- 3.4.2 X射線衍射分析45
- 3.4.3 粒徑分析45-46
- 3.4.4 透射電鏡分析46-47
- 3.4.5 熱穩(wěn)定性分析47
- 3.5 本章小結(jié)47-48
- 第4章 PEG-PCL-NCC形狀記憶高分子納米復(fù)合材料的制備以及表征48-64
- 4.1 實驗材料及儀器48-49
- 4.1.1 實驗材料48
- 4.1.2 實驗儀器48-49
- 4.2 實驗方法49-51
- 4.2.1 NCC均勻分散在DMF溶液中以及濃度的測定49-50
- 4.2.2 PEG-PCL-NCC形狀記憶高分子納米復(fù)合材料的制備50-51
- 4.3 PEG-PCL-NCC形狀記憶高分子納米復(fù)合材料的性能表征51-54
- 4.3.1 ~1H-NMR表征51
- 4.3.2 掃描電子顯微鏡表征51
- 4.3.3 凝膠含量表征51-52
- 4.3.4 接觸角表征52
- 4.3.5 吸水性能表征52
- 4.3.6 熱性能表征52
- 4.3.7 X射線衍射表征52
- 4.3.8 靜態(tài)力學(xué)性能表征52
- 4.3.9 動態(tài)力學(xué)性能表征52-53
- 4.3.10 形狀記憶性能表征53
- 4.3.11 細(xì)胞毒性表征53-54
- 4.4 實驗結(jié)果討論與分析54-63
- 4.4.1 ~1H-NMR分析54-55
- 4.4.2 掃描電子顯微鏡分析55-56
- 4.4.3 凝膠含量分析56
- 4.4.4 熱力學(xué)以及X射線衍射分析56-57
- 4.4.5 靜態(tài)力學(xué)性能分析57-58
- 4.4.6 動態(tài)力學(xué)性能分析58-59
- 4.4.7 熱致型形狀記憶性能分析59-60
- 4.4.8 水誘導(dǎo)形狀記憶性能分析60-62
- 4.4.9 細(xì)胞毒性分析62-63
- 4.5 本章小結(jié)63-64
- 結(jié)論64-65
- 致謝65-66
- 參考文獻66-76
- 攻讀碩士期間發(fā)表的論文76
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