碳纳米管/羟基磷灰石/聚醚醚酮复合材料的制备及机械性能研究

发布时间：2021-05-20 12:46

　　聚醚醚酮（PEEK）作为一种新型高分子聚合物,因其优异的耐磨性、化学稳定性、无毒性以及杨氏模量接近人骨模量等优点,是理想的人工关节替换材料,适合长期植入人体;由于其自身的生物相容性和生物活性较差,限制了使用范围。羟基磷灰石（HA）是自然骨无机成分的主要部分,具有良好的生物相容性和生物活性,以及骨传导性;但是纯HA力学性能较差,强度较低,难以承受负荷或冲击,阻碍了其在人体骨组织修复中的应用。所以本文采用将HA与PEEK进行复合制备一种新型复合材料,使两种材料的性能都得到充分发挥。碳纳米管（CNTs）以其优异力学性,也被认为是一种良好的填充材料,可以增强聚合物基体的力学性能。因此本文探究了不同改性MWCNTs和HA对PEEK复合材料的结晶性能、机械性能（冲击、拉伸和热机械性能）和摩擦性能的影响。首先,利用浓硫酸和浓硝酸（体积比为3:1）的混酸,对原始碳纳米管（p-MWCNTs）进行酸化处理,得到酸化碳纳米管（a-MWCNTs）;然后,用对氨基苯磺酸在缩合剂（DCC）作用下,对a-MWCNTs进行进一步表面修饰,得到磺化碳纳米管（s-MWCNTs）。最后,采用热压成型工艺制备不同改性MWCN... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 复合材料
        1.1.1 填充材料与基体材料
        1.1.2 复合材料的制备方法
        1.1.3 复合材料的研究现状
    1.2 聚醚醚酮
        1.2.1 聚醚醚酮的性能及应用
        1.2.2 聚醚醚酮的改性
    1.3 羟基磷灰石
        1.3.1 纳米羟基磷灰石的合成方法
        1.3.2 羟基磷灰石的表面改性
        1.3.3 羟基磷灰石/聚合物复合材料的研究进展
    1.4 碳纳米管
        1.4.1 碳纳米管的性能
        1.4.2 碳纳米管的改性
        1.4.3 碳纳米管/聚合物复合材料研究进展
    1.5 研究目的及内容
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究内容
第二章 碳纳米管的磺基化修饰
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 实验过程
        2.2.4 样品的分析及表征
    2.3 结果与谈论
        2.3.1 碳纳米管表面磺化条件的确定
        2.3.2 碳纳米管在不同溶剂中的分散性
        2.3.3 碳纳米管表面官能团以及结构分析
    2.4 反应机理探讨
    2.5 本章小结
第三章 碳纳米管/聚醚醚酮复合材料的制备及机械性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 碳纳米管/聚醚醚酮复合材料的制备与成型
        3.2.4 样品的分析及表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 碳纳米管在聚醚醚酮中的分散性
        3.3.2 碳纳米管/聚醚醚酮复合材料的结晶性能
        3.3.3 碳纳米管/聚醚醚酮复合材料的冲击性能
        3.3.4 碳纳米管/聚醚醚酮复合材料的拉伸性能
        3.3.5 碳纳米管/聚醚醚酮复合材料的动态热机械性能
        3.3.6 碳纳米管/聚醚醚酮复合材料的摩擦性能
    3.4 本章小结
第四章 碳纳米管/羟基磷灰石/聚醚醚酮复合材料的制备及机械性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 羟基磷灰石的制备及改性
        4.2.4 碳纳米管/羟基磷灰石/聚醚醚酮复合材料的制备
        4.2.5 样品的分析及表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 羟基磷灰石的结构及热稳定性分析
        4.3.2 碳纳米管和羟基磷灰石在聚醚醚酮中的分散性
        4.3.3 碳纳米管/羟基磷灰石/聚醚醚酮复合材料的结晶性能
        4.3.4 碳纳米管/羟基磷灰石/聚醚醚酮复合材料的冲击性能
        4.3.5 碳纳米管/羟基磷灰石/聚醚醚酮复合材料的拉伸性能
        4.3.6 碳纳米管/羟基磷灰石/聚醚醚酮复合材料的动态热机械性能
        4.3.7 碳纳米管/羟基磷灰石/聚醚醚酮复合材料的摩擦学性能
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
硕士期间发表的论文及其研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]多壁碳纳米管/聚左旋乳酸复合纳米纤维支架材料与小鼠神经干细胞的生物相容性[J]. 林成楷,戎利民,刘斌.  中国组织工程研究. 2017(06)
[2]聚乳酸/羟基磷灰石晶须复合多孔支架的制备与性能研究[J]. 秦晓素,雷云,黄洁,陈庆华,颜廷亭.  人工晶体学报. 2017(02)
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[4]壳聚糖/羟基磷灰石骨复合支架修复关节软骨损伤[J]. 刘洪亚.  中国组织工程研究. 2017(02)
[5]多孔载药纳米羟基磷灰石/聚酰胺/壳聚糖复合材料的制备与性能[J]. 周莉,吴凤群,罗仲宽,杨菲,胡惠媛,刘波.  化学研究与应用. 2017(01)
[6]PET/碳纳米管复合材料的结晶性能和力学性能研究[J]. 徐伏,王莉,曹云丽.  塑料科技. 2016(11)
[7]碳纳米管表面改性对碳纳米管/尼龙66复合材料机械性能影响的研究[J]. 邱丽,单英杰,曹宗双,杨永珍,刘旭光,陈永康.  化工新型材料. 2016(09)
[8]Sr-HAP/CS复合凝胶的制备及生物矿化性能研究[J]. 杨雪艳,安燕,胡鸣鸣,常爱香.  无机盐工业. 2016(08)
[9]碳纳米管的改性及其在皮革加脂中的应用[J]. 修丽晶,洪新球.  西部皮革. 2016(15)
[10]氨烷基磷酸钠及其改性的羟基磷灰石对MG63细胞功能的影响[J]. 刘帅,孙富华,江依柔,谢兴益.  功能材料. 2016(06)

博士论文
[1]碳纳米管/尼龙66复合材料的制备及性能研究[D]. 邱丽.太原理工大学 2013

硕士论文
[1]碳纤维/纳米二氧化钛/聚醚醚酮耐磨复合材料的制备及性能研究[D]. 王宇遥.吉林大学 2016
[2]钛酸钾晶须增强聚醚醚酮复合材料的制备与性能研究[D]. 程芳伟.湖南工业大学 2015
[3]碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备与性能研究[D]. 石飞.长春工业大学 2014
[4]碳纤维增强聚醚醚酮复合材料及其摩擦磨损性能研究[D]. 吴欣鑫.南京理工大学 2012



本文编号：3197779