壳聚糖基仿生梯度材料的制备与性能
本文关键词:壳聚糖基仿生梯度材料的制备与性能 出处:《吉林大学》2013年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:本研究工作基于自然界中竹子、贝壳、牙齿、骨骼等具有优良性能的天然材料的内部结构特征,设计制备了具有梯度结构的壳聚糖基仿生复合棒材,达到通过结构来改善材料力学性能的目的。 采用酸碱中和法,以壳聚糖作为基体,CaCO3作为增强相,经过制备半透膜模具、配置壳聚糖碳酸钙混合溶液、中和沉析以及恒温烘干等步骤制备出增强相沿径向呈梯度分布的壳聚糖仿生复合材料。通过对相对组分进行计算、对湿态凝胶棒进行硬度表征、对成品棒材进行形貌观察、XRD分析、吸水性能表征、弯曲性能以及压缩性能测试等对其具有的梯度结构以及性能加以分析和佐证。分析结果表明,所制得的壳聚糖仿生梯度结构复合棒材具有外密内疏的优良结构,干燥后的梯度材料组织致密,无明显的裂纹等其它梯度材料制备过程中经常具有的缺陷。CaCO3沿棒的径向呈外密内疏的梯度分布,其力学强度远远高于同条件下用均匀复合材料和单一材料制成的样品。设计和制备了具有间断梯度结构的壳聚糖/碳酸钙复合材料,各层界面间具有良好结合强度,其弯曲强度均优于纯壳聚糖材料和混杂材料。由于制得的壳聚糖梯度材料拥有较高的力学强度,良好的组织相容性及能够在人体中降解,所制得的梯度材料及制备方法有望运用于人类医学的骨修复手术中。
[Abstract]:Based on the internal structural characteristics of natural materials such as bamboo, shell, tooth, bone and so on, a gradient structure chitosan based biomimetic composite bar was designed and prepared in this paper. To improve the mechanical properties of materials through the structure. A semi-permeable membrane mold was prepared by acid-base neutralization method with chitosan as matrix and CaCO3 as reinforcing phase. The mixture of calcium carbonate and chitosan was prepared. Chitosan bionic composites with radial gradient distribution of reinforcing phase were prepared by neutralization precipitation and isothermal drying. The hardness of wet gel rod was characterized by calculating the relative components. The gradient structure and properties of the finished bars were analyzed and verified by XRD analysis, water absorbency characterization, bending property and compression performance test. The chitosan biomimetic gradient structure composite bar has a fine structure inside and outside, and the structure of the dried gradient material is compact. There are no obvious cracks in the preparation of other gradient materials. The defects. Caco _ 3 along the radial direction of the rod show a dense inner gradient distribution. The mechanical strength of the composite is much higher than that of homogeneous composite and single material under the same condition. The chitosan / calcium carbonate composite with discontinuous gradient structure is designed and prepared. The bending strength of the interface is better than that of pure chitosan material and hybrid material. The prepared chitosan gradient material has higher mechanical strength. With good histocompatibility and biodegradation in human body, the gradient material and its preparation method are expected to be used in bone repair surgery in human medicine.
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:R318.08
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