聚氨酯/石墨烯纳米复合材料形状记忆性能和生物相容性研究
发布时间：2023-04-29 21:58
形状记忆聚氨酯(SMPU)是一种具备形状记忆功能的新型高分子材料,因其具备回复温度宽广、力学性能优越、生物相容性良好等特点,在建筑材料、机械、生物医药和生活用品等领域广泛应用。目前对SMPU的研究主要集中在化学组成、结构与形状记忆性能等方面,对于温度变化下SMPU中软段在石墨烯纳米界面发生的可逆结晶对记忆响应的影响研究甚少。本课题首先制备了硬段含量相同而软段分子量不同的SMPU,并对其结晶行为、力学性能以及形状记忆性能进行了研究。为了进一步提高其形状固定率和形状回复率,采用原位聚合的方法加入了不同含量的石墨烯,制备了石墨烯诱导SMPU软段PCL附生结晶的纳米复合形状记忆材料。研究了样品在不同等温退火时间、温度以及不同石墨烯含量下结晶行为、形状固定率和形状回复率的变化。在生物相容性方面,本课题将大鼠心肌细胞和宫颈癌细胞置于SMPU薄膜上分别进行培养,研究了两种细胞的粘附、增殖和蛋白分泌等生物现象。综合本论文工作,所取得的研究成果有:(1)硬段含量相同时,结晶度随软段分子量的增加而提高,形状固定率和形状回复率也逐渐增大,在相同拉伸倍率下,拉伸强度随软段分子量的提高先增加随后下降,当分子量为...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 形状记忆材料概述
1.2 形状记忆聚氨酯的简介
1.3 形状记忆聚氨酯与纳米材料复合改性
1.3.1 形状记忆聚氨酯对软硬改性
1.3.2 SMPU的交联和共混改性
1.3.3 SMPU与其它材料复合改性
1.4 形状记忆聚氨酯的应用
1.4.1 在纺织工业上的应用
1.4.2 医学方面的应用
1.4.3 在异径管结合材料上的应用
1.4.4 其它方面的应用
1.5 聚合物纳米复合材料的制备
1.5.1 原位聚合法
1.5.2 物理共混法
1.6 课题的提出以及主要的研究内容
第二章 不同软段分子量的形状记忆聚氨酯的制备
2.1 实验材料
2.2 实验方法
2.3 实验测试与表征
2.3.1 SMPU的核磁氢谱(1H – NMR)测试
2.3.2 SMPU红外( FTIR) 测试
2.3.3 SMPU的差示扫描量热议(DSC)测试
2.3.4 SMPU/石墨烯复合材料的WAXD测试
2.3.5 SMPU的力学性能测试
2.3.6 SMPU形状记忆性能测试
2.4 实验结果与讨论
2.4.1 SMPU核磁的表征
2.4.2 SMPU红外表征
2.4.3 SMPU的结晶行为表征
2.4.4 SMPU晶体结构表征
2.4.5 SMPU的硬度测试
2.4.6 SMPU的拉伸性能测试
2.4.7 SMPU的形状记忆性能测试
2.5 小结
第三章 石墨烯诱导软段附生结晶对聚氨酯形状记忆行为的影响
3.1 实验部分
3.1.1 实验基本原料
3.1.2 石墨烯的制备
3.1.3 复合材料的制备
3.2 性能测试与表征
3.2.1 SMPU/石墨烯复合材料的 1H – NMR测试
3.2.2 SMPU/石墨烯复合材料的FTIR测试
3.2.3 SMPU/石墨烯复合材料的DSC测试
3.2.4 SMPU/石墨烯复合材料的TEM测试
3.2.5 SMPU/石墨烯复合材料的WAXD测试
3.2.6 拉伸强度测试
3.2.7 SMPU形状记忆性能测试
3.3 分析与讨论
3.3.1 石墨烯的形貌分析
3.3.2 SMPU/石墨烯复合材料的结构表征
3.3.3 SMPU/石墨烯复合材料的晶体结构表征
3.3.4 复合材料在不同等温时间下的结晶行为研究
3.3.5 复合材料的结晶行为和形状记忆行为研究
3.3.6 不同拉伸倍数和不同温度下的形状记忆性能测试
3.4 小结
第四章 形状记忆聚氨酯生物相容性研究
4.1 试验部分
4.1.1 材料与试剂
4.1.2 细胞的准备
4.1.3 细胞在SMPU薄膜上的培养
4.1.4 聚氨酯薄膜上细胞的活性
4.1.5 细胞在聚氨酯薄膜上的蛋白分泌
4.2 不同软段分子量的SMPU薄膜生物相容性实验结果及讨论
4.2.1 SMPU薄膜上Hela细胞和H9C2细胞的活力
4.2.2 Hela细胞的免疫荧光分析
4.2.3 H9C2细胞的免疫荧光分析
4.3 SMPU/石墨烯复合材料薄膜生物相容性实验结果及讨论
4.3.1 SMPU/石墨烯复合材料薄膜上细胞的活力
4.3.2 SMPU/石墨烯复合材料薄膜上Hela细胞的免疫荧光分析
4.3.3 H9C2细胞的免疫荧光分析
4.4 小结
第五章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的学术论文
本文编号：3805820
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 形状记忆材料概述
1.2 形状记忆聚氨酯的简介
1.3 形状记忆聚氨酯与纳米材料复合改性
1.3.1 形状记忆聚氨酯对软硬改性
1.3.2 SMPU的交联和共混改性
1.3.3 SMPU与其它材料复合改性
1.4 形状记忆聚氨酯的应用
1.4.1 在纺织工业上的应用
1.4.2 医学方面的应用
1.4.3 在异径管结合材料上的应用
1.4.4 其它方面的应用
1.5 聚合物纳米复合材料的制备
1.5.1 原位聚合法
1.5.2 物理共混法
1.6 课题的提出以及主要的研究内容
第二章 不同软段分子量的形状记忆聚氨酯的制备
2.1 实验材料
2.2 实验方法
2.3 实验测试与表征
2.3.1 SMPU的核磁氢谱(1H – NMR)测试
2.3.2 SMPU红外( FTIR) 测试
2.3.3 SMPU的差示扫描量热议(DSC)测试
2.3.4 SMPU/石墨烯复合材料的WAXD测试
2.3.5 SMPU的力学性能测试
2.3.6 SMPU形状记忆性能测试
2.4 实验结果与讨论
2.4.1 SMPU核磁的表征
2.4.2 SMPU红外表征
2.4.3 SMPU的结晶行为表征
2.4.4 SMPU晶体结构表征
2.4.5 SMPU的硬度测试
2.4.6 SMPU的拉伸性能测试
2.4.7 SMPU的形状记忆性能测试
2.5 小结
第三章 石墨烯诱导软段附生结晶对聚氨酯形状记忆行为的影响
3.1 实验部分
3.1.1 实验基本原料
3.1.2 石墨烯的制备
3.1.3 复合材料的制备
3.2 性能测试与表征
3.2.1 SMPU/石墨烯复合材料的 1H – NMR测试
3.2.2 SMPU/石墨烯复合材料的FTIR测试
3.2.3 SMPU/石墨烯复合材料的DSC测试
3.2.4 SMPU/石墨烯复合材料的TEM测试
3.2.5 SMPU/石墨烯复合材料的WAXD测试
3.2.6 拉伸强度测试
3.2.7 SMPU形状记忆性能测试
3.3 分析与讨论
3.3.1 石墨烯的形貌分析
3.3.2 SMPU/石墨烯复合材料的结构表征
3.3.3 SMPU/石墨烯复合材料的晶体结构表征
3.3.4 复合材料在不同等温时间下的结晶行为研究
3.3.5 复合材料的结晶行为和形状记忆行为研究
3.3.6 不同拉伸倍数和不同温度下的形状记忆性能测试
3.4 小结
第四章 形状记忆聚氨酯生物相容性研究
4.1 试验部分
4.1.1 材料与试剂
4.1.2 细胞的准备
4.1.3 细胞在SMPU薄膜上的培养
4.1.4 聚氨酯薄膜上细胞的活性
4.1.5 细胞在聚氨酯薄膜上的蛋白分泌
4.2 不同软段分子量的SMPU薄膜生物相容性实验结果及讨论
4.2.1 SMPU薄膜上Hela细胞和H9C2细胞的活力
4.2.2 Hela细胞的免疫荧光分析
4.2.3 H9C2细胞的免疫荧光分析
4.3 SMPU/石墨烯复合材料薄膜生物相容性实验结果及讨论
4.3.1 SMPU/石墨烯复合材料薄膜上细胞的活力
4.3.2 SMPU/石墨烯复合材料薄膜上Hela细胞的免疫荧光分析
4.3.3 H9C2细胞的免疫荧光分析
4.4 小结
第五章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的学术论文
本文编号：3805820
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3805820.html
