苎麻复合材料医用夹板的研究及其智能化开发

发布时间：2017-11-17 09:04

  本文关键词：苎麻复合材料医用夹板的研究及其智能化开发

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【摘要】：目前,随着科技和生产水平的提高,材料的复合化日趋明显,纤维增强复合材料以其轻质高强、防腐降躁、性价比高以及性能的可设计性深受人们的青睐,应用也越来越广泛。同时,随着人们环境保护意识的不断加强,材料的绿色环保已成为关注焦点,苎麻纤维以其力学性能优良、可再生、易降解、价格低等优点成为复合材料中增强纤维的首选原料。医用夹板作为治疗骨骼损伤广泛使用的一种外固定器,长期以来多使用传统的木制夹板,由于在使用过程中存在透气性差以及板间压力靠医生经验确定等缺陷,备受诟病。随着复合材料技术的迅速发展,纤维增强复合材料在骨科医疗领域中的应用成为研究热点。我国是苎麻纤维的生产大国,开发苎麻纤维增强复合材料医用夹板,对于充分利用我国丰富的麻纤维资源优势具有重要意义,同时也大大促进了医用夹板新型材料的研究及开发。本文主要针对苎麻／环氧树脂复合材料夹板和苎麻/PP复合材料夹板的制备工艺及其力学性能进行了深入研究,并探讨了FSR402型压力传感器在苎麻复合材料夹板上的应用。以脱胶苎麻精干麻纤维作为增强材料,分别以环氧树脂和聚丙烯(PP)作为树脂基体,制备了纤维体积含量分别为10%、15%、20%、25%、30%、35%的复合材料板,并对它们的压缩性能、弯曲性能和剪切性能进行了测试和对比分析。发现纤维体积含量的变化对两种树脂基体的复合材料具有不同程度的影响,导致其压缩、弯曲以及剪切强度呈现不同的变化趋势。比较纤维含量相同的两种复合材料,可以发现苎麻/PP复合材料的性能总体偏差,强度增量低；纤维抽拔效果明显；断面破坏程度大。综合分析复合材料的性能,苎麻／环氧复合材料表现出的性能优良,确定出纤维含量在20%时的苎麻／环氧树脂复合材料为制作医用夹板的最佳工艺。苎麻／环氧树脂复合材料的综合性能优于苎麻/PP复合材料,而且从后期使用及其安全性考虑,其都是制作医用夹板的最佳选择。因此选择在此材料板上安装传感器,并确定了传感器的安装方式为在传感器上粘贴柱状硬块,通过实验证明在测试者身上的测试结果可以达到实验目的和要求,从而为智能医用夹板今后的研究开发和临床应用奠定了基础。
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TS106.67;TB33

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本文编号：1195476