基于纤维素的形状记忆高分子复合材料的研究

发布时间：2017-04-25 01:07

  本文关键词：基于纤维素的形状记忆高分子复合材料的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本论文制备了两种基于纤维素的形状记忆高分子复合材料。纤维素是自然界最丰富的生物高分子,具有可再生可降解以及良好的生物相容性,使其作为增强相应用在复合材料方面具有其它材料无法比拟的优势。而且所制备的两种复合材料均具有良好的水诱导的形状记忆性能、生物相容性以及一定的可生物降解性,因此其应用在生物医学上具有巨大的潜在价值。 首先,我们将微晶纤维素(MCC)复合到可生物降解的D,L-聚乳酸(PDLLA)基体中,制备了水诱导的形状记忆高分子复合材料。然后,对这种水诱导的PDLLA/MCC形状记忆复合材料进行了微结构分析、水接触角检测、吸水性能检测、热性能分析、静态动态力学性能分析；并在37℃水环境下,考察了复合材料的形状记忆性能。我们发现PDLLA-MCC-35复合材料在37℃C水环境下具有良好的形状记忆性能。同时,我们考察了PDLLA-MCC-35复合材料的生物降解性以及生物相容性,结果表明其具有良好的生物相容性和生物降解性。 然后,我们以微晶纤维素为原料,通过硫酸催化水解的方法制备了纳米纤维素(NCC),同时对NCC进行了结构、形貌、尺寸、热稳定性分析,结果表明我们成功制备了长度在200nm左右,直径在10nm左右的具有较大长径比的NCC。 最后,我们采用化学的方法将制备的NCC复合到聚己内酯(PCL)和聚乙二醇(PEG)中,由于NCC表面具有大量的羟基,其可作为交联剂把用二异氰酸酯封端的PEG和PCL分子链交联起来,形成了形状记忆高分子纳米复合材料网络,从而制备了PEG-PCL-NCC形状记忆高分子纳米复合材料。同时对这种复合材料进行了微结构分析、交联程度分析、水接触角检测、吸水性能检测、热性能分析、结晶性分析、静态动态力学性能分析、细胞毒性分析；并考察了这种复合材料热致型形状记忆性能以及水诱导的形状记忆性能,结果表明-PEG[60]-PCL[40]-NCC[10]复合材料具有良好的热致型以及水诱导的形状记忆性能,而且具有良好的生物相容性。
【关键词】：微晶纤维素 纳米纤维素 水诱导形状记忆 复合材料 可生物降解
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-14
• 第1章 绪论14-27
• 1.1 形状记忆高分子14-21
• 1.1.1 形状记忆高分子简介14
• 1.1.2 形状记忆高分子的记忆原理以及分类14-18
• 1.1.3 形状记忆高分子在生物医学上的应用18-21
• 1.2 纤维素概述21-23
• 1.2.1 纤维素简介21
• 1.2.2 微晶纤维素21-22
• 1.2.3 纳米纤维素22-23
• 1.3 纤维素在复合材料中的应用23-24
• 1.3.1 微晶纤维素在复合材料中的应用23
• 1.3.2 纳米纤维素在复合材料中的应用23-24
• 1.4 本论文研究目的、研究内容及创新24-27
• 1.4.1 研究意义及目的24-25
• 1.4.2 研究内容25-26
• 1.4.3 本课题的主要创新点26-27
• 第2章 水诱导的PDLLA/MCC形状记忆高分子复合材料的制备以及表征27-41
• 2.1 实验材料及仪器27-28
• 2.1.1 实验材料27-28
• 2.1.2 实验仪器28
• 2.2 水诱导的PDLLA/MCC形状记忆复合材料的制备28-29
• 2.3 水诱导的PDLLA/MCC形状记忆复合材料的性能表征29-31
• 2.3.1 扫描电子显微镜表征29
• 2.3.2 接触角表征29
• 2.3.3 吸水性能表征29
• 2.3.4 热性能表征29
• 2.3.5 静态力学性能表征29-30
• 2.3.6 动态力学性能表征30
• 2.3.7 水诱导的形状记忆性能表征30
• 2.3.8 体外降解实验表征30-31
• 2.3.9 细胞毒性表征31
• 2.4 实验结果讨论与分析31-40
• 2.4.1 扫描电子显微镜分析31-32
• 2.4.2 接触角结果分析32-33
• 2.4.3 吸水性能分析33-34
• 2.4.4 热力学性能分析34
• 2.4.5 静态力学性能分析34-35
• 2.4.6 动态力学性能分析35-37
• 2.4.7 水诱导形状记忆性能分析37-38
• 2.4.8 体外降解结果分析38-39
• 2.4.9 细胞毒性分析39-40
• 2.5 本章小结40-41
• 第3章 纳米纤维素的制备以及表征41-48
• 3.1 实验材料及仪器41-42
• 3.1.1 实验材料41
• 3.1.2 实验仪器41-42
• 3.2 硫酸催化水解制备纳米纤维素42
• 3.3 纳米纤维素性能的表征42-44
• 3.3.1 纳米纤维素的红外光谱表征42-43
• 3.3.2 纳米纤维素的X射线衍射表征43
• 3.3.3 纳米纤维素的粒径表征43
• 3.3.4 纳米纤维素的透射电镜表征43
• 3.3.5 纳米纤维素的热稳定性表征43-44
• 3.4 实验结果讨论与分析44-47
• 3.4.1 红外光谱分析44-45
• 3.4.2 X射线衍射分析45
• 3.4.3 粒径分析45-46
• 3.4.4 透射电镜分析46-47
• 3.4.5 热稳定性分析47
• 3.5 本章小结47-48
• 第4章 PEG-PCL-NCC形状记忆高分子纳米复合材料的制备以及表征48-64
• 4.1 实验材料及仪器48-49
• 4.1.1 实验材料48
• 4.1.2 实验仪器48-49
• 4.2 实验方法49-51
• 4.2.1 NCC均匀分散在DMF溶液中以及浓度的测定49-50
• 4.2.2 PEG-PCL-NCC形状记忆高分子纳米复合材料的制备50-51
• 4.3 PEG-PCL-NCC形状记忆高分子纳米复合材料的性能表征51-54
• 4.3.1 ~1H-NMR表征51
• 4.3.2 扫描电子显微镜表征51
• 4.3.3 凝胶含量表征51-52
• 4.3.4 接触角表征52
• 4.3.5 吸水性能表征52
• 4.3.6 热性能表征52
• 4.3.7 X射线衍射表征52
• 4.3.8 静态力学性能表征52
• 4.3.9 动态力学性能表征52-53
• 4.3.10 形状记忆性能表征53
• 4.3.11 细胞毒性表征53-54
• 4.4 实验结果讨论与分析54-63
• 4.4.1 ~1H-NMR分析54-55
• 4.4.2 扫描电子显微镜分析55-56
• 4.4.3 凝胶含量分析56
• 4.4.4 热力学以及X射线衍射分析56-57
• 4.4.5 静态力学性能分析57-58
• 4.4.6 动态力学性能分析58-59
• 4.4.7 热致型形状记忆性能分析59-60
• 4.4.8 水诱导形状记忆性能分析60-62
• 4.4.9 细胞毒性分析62-63
• 4.5 本章小结63-64
• 结论64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-76
• 攻读硕士期间发表的论文76

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