自修复超声体模材料的制备及其性能研究
发布时间：2022-01-15 03:49
超声体模可用于医护人员超声穿刺活检等的培训,然而目前绝大多数超声体模不具有自修复性能,价格昂贵,不适用于重复性的有创操作。为解决此问题,本课题制备出两种具备自修复能力的超声体模材料。其一,以SEBS为基质,矿物油为溶剂,二乙二醇乙醚为相容剂,乙基纤维素（EC）为散射体制备一种基于微晶自修复、疏水相互作用和氢键协同自修复的SEBS/EC双相态互穿交联油凝胶超声体模材料,探究不同的EC凝胶、SEBS凝胶配比下油凝胶的自修复性能、声学性能和力学性能,并考察在加热情况下油凝胶的自修复超声影像。其二,以二叔丁基乙二胺、甲基丙烯酸羟乙酯、异佛尔酮二异氰酸酯制备出含有可逆脲键的交联剂,并以其对SEBS进行动态可逆交联,制备出可逆脲键和氢键协同自修复的交联SEBS,对其自修复性能做出评价。主要研究工作包括:（1）探究不同的EC凝胶、SEBS凝胶配比下油凝胶的自修复性能、声学性能和力学性能。结果显示:SEBS/EC双相凝胶相对纯SEBS凝胶自修复性能提高,恢复率最高达到37.5±8.5 kPa;随EC含量增大,双相凝胶声速提高,声学性能稳定性下降;当EC含量为1.5～7.5份时,凝胶强度接近人体组织;加...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?ＳＥＢＳ／ＥＣ油凝胶结构??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?ＳＥＢＳ／ＥＣ?ｏｉｌ?ｇｅｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??
ＳＥＢＳ／ＥＣ双相凝胶为均匀的半透明状，反映了凝胶内部可能为两相互穿交联的状态。??ＨＡ??ＳＥＢＳ?ｏｉｌ?ｇｅｌ?ＥＣ?ｏｉｌ?ｇｅｌ?ＳＥＢＳ／ＥＣ?ｂｉｐｈａｓｉｃ?ｇｅｌ??图２－２?ＳＥＢＳ油凝胶、ＥＣ油凝胶、ＳＥＢＳ／ＥＣ双相凝胶??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?ＳＥＢＳ?ｏｉｌ?ｇｅｌ，?ＥＣ?ｏｉｌ?ｇｅｌ，?ＳＥＢＳ／ＥＣ?ｂｉｐｈａｓｉｃ?ｇｅｌ??通过ＤＳＣ验证ＳＥＢＳ／ＥＣ凝胶的相态结构，如图２－３所示。黑线表示为ＳＥＢＳ油??凝胶的ＤＳＣ曲线，红线表示ＳＥＢＳ／ＥＣ双相凝胶的ＤＳＣ曲线。在１３７?°Ｃ左右，纯ＳＥＢＳ??油凝胶出现了窄小的峰，ＳＥＢＳ／ＥＣ双相凝胶则在１３３?°Ｃ左右出现了明显变宽的峰，这??两种峰可能代表了凝胶的苯乙烯段（ＰＳ段）玻璃化转变温度。从图中可见，相对于??纯ＳＥＢＳ凝胶，ＳｒｏＳ／ＥＣ双相油凝胶的ＰＳ段玻璃化转变温度向低温区移动，这说明??ＥＣ相的加入一定程度上影响了?ＰＳ段的形态，从而导致其玻璃化转变温度降低，峰变??宽，说明ＥＣ凝胶与ＳＥＢＳ油凝胶存在一定的相互作用，存在微观相分离。但ＳＥＢＳ／ＥＣ??双相凝胶的ＤＳＣ曲线中并未出现双峰，说明ＥＣ凝胶与ＳＥＢＳ油凝胶的混合程度较高，??ＳＥＢＳ／ＥＣ双相凝胶很可能处于双相态互穿交联状态。??１７??
０．２５－??｜?０．１５－??Ｉ?０．１０－??Ｓ〇＿〇５－?ｊ／?，Ｚ，ｚ＾＾Ｖ??０．００－?＼?，??２０?４０?６０?８０?１００?１２０?１４０?１６０?１８０?２００?２２０??Ｔ／°Ｃ??图２－３两种凝胶的ＤＳＣ曲线??Ｆｉｇｕｒｅ?２－３?ＤＳＣ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｔｗｏ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｇｅｌ??２．５．２?ＳＥＢＳ／ＥＣ油凝胶超声仿组织材料的声学性能??声速对于评价超声仿组织材料是非常重要的一个指标，人体脂肪、肝脏、软组织、??皮肤、肌肉、乳房等的声速在１４３０？１５９５?（ｍ／ｓ）不等［２，５０］；标准超声体模在室温２３±３°Ｃ??的条件下材料声速达到１５４０±１０（ｍ／ｓ）［４］。通过声速仪对不同配方的ＳＥＢＳ／ＥＣ双相油??凝胶进行测试，得到各凝胶声速如表２－２所示。可以看到，纯ＳＥＢＳ油凝胶的声速为??１４５２±１２（ｍ／ｓ），凝胶声速较低，与超声体模标准值相差较大。这是因为ＳＥＢＳ油凝胶??的主要成分为ＳＥＢＳ和矿物油，而ＳＥＢＳ和矿物油的声速均比较低。大部分橡胶聚合??物由于分子链形态卷曲且室温下具有较强的粘弹性，声音在分子链间传播速度慢，且??易被吸收，因此声速普遍比金属和其他无机固体低，加入矿物油形成油凝胶后，卷积??折叠的分子链伴随聚合物被溶胀而伸直，分子链对声音的吸收减小，对振动的传播速??率得到有效提高，因此，ＳＥＢＳ油凝胶的声速要比单纯的ＳＥＢＳ高。然而矿物油的声??速只有１４２０－１４８０（ｍ／ｓ），这意味着纯ＳＨＢＳ油凝胶的声速不会高于占绝大多数体积的??矿物油。为了提高声速，必须加入声速较高的物质进行调节。??由表２－４可知，ＥＣ油凝胶的声速为１６４１±１５
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声影像设备质量保证用体模国产化和标准化的迄今发展[J]. 牛凤岐,朱承纲,程洋,张迪. 中国医学影像技术. 2018(07)
[2]自修复高分子材料近五年的研究进展[J]. 陈晓丹,蒋国霞. 高分子通报. 2017(08)
[3]自修复凝胶体系研究进展[J]. 王俊,张丽冰,李海燕,李翠勤. 高分子材料科学与工程. 2014(07)
本文编号：3589841
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?ＳＥＢＳ／ＥＣ油凝胶结构??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?ＳＥＢＳ／ＥＣ?ｏｉｌ?ｇｅｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??
ＳＥＢＳ／ＥＣ双相凝胶为均匀的半透明状，反映了凝胶内部可能为两相互穿交联的状态。??ＨＡ??ＳＥＢＳ?ｏｉｌ?ｇｅｌ?ＥＣ?ｏｉｌ?ｇｅｌ?ＳＥＢＳ／ＥＣ?ｂｉｐｈａｓｉｃ?ｇｅｌ??图２－２?ＳＥＢＳ油凝胶、ＥＣ油凝胶、ＳＥＢＳ／ＥＣ双相凝胶??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?ＳＥＢＳ?ｏｉｌ?ｇｅｌ，?ＥＣ?ｏｉｌ?ｇｅｌ，?ＳＥＢＳ／ＥＣ?ｂｉｐｈａｓｉｃ?ｇｅｌ??通过ＤＳＣ验证ＳＥＢＳ／ＥＣ凝胶的相态结构，如图２－３所示。黑线表示为ＳＥＢＳ油??凝胶的ＤＳＣ曲线，红线表示ＳＥＢＳ／ＥＣ双相凝胶的ＤＳＣ曲线。在１３７?°Ｃ左右，纯ＳＥＢＳ??油凝胶出现了窄小的峰，ＳＥＢＳ／ＥＣ双相凝胶则在１３３?°Ｃ左右出现了明显变宽的峰，这??两种峰可能代表了凝胶的苯乙烯段（ＰＳ段）玻璃化转变温度。从图中可见，相对于??纯ＳＥＢＳ凝胶，ＳｒｏＳ／ＥＣ双相油凝胶的ＰＳ段玻璃化转变温度向低温区移动，这说明??ＥＣ相的加入一定程度上影响了?ＰＳ段的形态，从而导致其玻璃化转变温度降低，峰变??宽，说明ＥＣ凝胶与ＳＥＢＳ油凝胶存在一定的相互作用，存在微观相分离。但ＳＥＢＳ／ＥＣ??双相凝胶的ＤＳＣ曲线中并未出现双峰，说明ＥＣ凝胶与ＳＥＢＳ油凝胶的混合程度较高，??ＳＥＢＳ／ＥＣ双相凝胶很可能处于双相态互穿交联状态。??１７??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]超声影像设备质量保证用体模国产化和标准化的迄今发展[J]. 牛凤岐,朱承纲,程洋,张迪. 中国医学影像技术. 2018(07)
[2]自修复高分子材料近五年的研究进展[J]. 陈晓丹,蒋国霞. 高分子通报. 2017(08)
[3]自修复凝胶体系研究进展[J]. 王俊,张丽冰,李海燕,李翠勤. 高分子材料科学与工程. 2014(07)
本文编号：3589841
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