高链玉米淀粉对聚己内酯组织工程支架材料结构与性质的影响

采用高链玉米淀粉改性聚己内酯（PCL）,通过溶剂浇铸/粒子沥滤法制备聚己内酯/淀粉（SPCL）组织工程支架;考察了改性后支架材料的化学结构、结晶性、亲水性和细胞相容性.结果表明,适量淀粉的引入能够降低支架材料的结晶性、改善材料的亲水性和细胞相容性,70％PCL/30％淀粉支架材料的细胞粘附率、增殖率和细胞活性为最佳,有望应用在骨组织工程中.     

钛酸正丁酯催化纤维素纤维接枝聚己内酯

以棉浆粕为原料,通过钛酸正丁酯(Ti(O-n-Bu)4)催化己内酯开环聚合接枝纤维素制备纤维素聚己内酯。通过单因素实验和正交试验研究了反应温度、反应时间、催化剂用量及己内酯用量对纤维素接枝率和己内酯转化率的影响。结果表明:反应温度是影响接枝率的主要因素,其次是己内酯用量,反应时间的影响最小。当反应温度为130℃、己内酯与纤维素的质量比为30、催化剂质量分数为2%(聚己内酯理论聚合度为37)、反应时间25 h时,己内酯的转化率和纤维素-聚己内酯的接枝率最高,分别为97.46%、70.44%。采用FTIR、1HNMR、XRD对产物进行了结构和性能表征,红外光谱分析表明,纤维素与聚己内酯发生了接枝共聚反应;1HNMR分析表明,己内酯已基本转化为聚己内酯,根据计算可知己内酯转化率与重量法测定结果一致;X-射线衍射图谱显示纤维素共聚物中纤维素的结晶结构特征减弱,出现了聚己内酯的结晶特征峰。     

全淀粉降解材料的制备及性能初探

在丙三醇、水、高温作用条件下,淀粉在挤出机中得到改性,可加工成热塑性淀粉.研究了丙三醇对淀粉塑化前后结构的影响,用X射线衍射仪对淀粉塑化前后的结晶性能进行了研究.结果表明,在高温下,剪切力使得丙三醇小分子进入到淀粉分子链间,破坏淀粉的微晶结构.当丙三醇质量分数在25%-30%间时,可得到力学性能适中的热塑性淀粉.聚己内酯的加入对热塑性淀粉的脆性有很大的改善,而且同时对热塑性淀粉的疏水性有所提高.     

聚己内酯/淀粉共混材料的非等温结晶动力学

以异氰酸酯（MDI）为相容剂,采用共混挤出技术制备不同含量的聚己内酯与淀粉的共混产物（SPCL）,通过X射线衍射及DSC研究SPCL的结晶性质和非等温结晶行为,分别用Ozawa法和Mo法对所得数据进行处理．结果表明：随着淀粉含量的增加,SPCL的结晶程度降低;淀粉在SPCL中起到了成核剂的作用,加快了聚己内酯（PCL）的结晶速度,但对PCL的结晶程度起抑制作用．建模结果表明,Ozawa法适于处理纯PCL的非等温结晶行为,但不适于处理SPCL共混物,而Mo法对PCL和SPCL共混物均适用．     

羟基化碳纳米管/聚己内酯复合材料的结构和力学性能!

将羟基化多壁碳纳米管在超声波作用下均匀分散于己内酯单体中,通过原位微波辅助开环聚合的方法制备了聚己内酯/羟基化多壁碳纳米管复合材料.羟基化多壁碳纳米管的引入明显提高了聚己内酯材料的强度和模量,但是断裂伸长率却随着羟基化多壁碳纳米管含量的增加而持续降低.羟基化多壁碳纳米管的质量分数为0.5%时,纳米复合材料的拉伸强度和杨氏模量可提高至纯聚己内酯材料的2倍.利用扫描电镜、X线衍射、红外光谱和示差扫描量热分析揭示了纳米复合材料断裂形貌、结晶情况和热性质,进而探讨了羟基化多壁碳纳米管对提高力学性能的作用机制.     

具有抗凝功能的可交联四臂星形聚己内酯的合成及其电纺丝加工的研究

采用季戊四醇／辛酸亚锡引发体系通过开环聚合制备了四臂星形聚己内酯。将丙烯酰氯和肝素分别引入到四臂聚己内酯的端基上。以赋予材料可交联和抗凝性能。采用GPC、红外、核磁等表征了四臂星形聚己内酯的结构与性能。静态接触角和吸水率测试结果显示接枝肝素后聚己内酯的亲水性明显增强。采用紫外定量表征了肝素化聚己内酯表面的肝素含量。体外凝血时间的明显延长说明了肝素化后材料具有了抗凝性能。在添加适量光引发剂的情况下用紫外光对含有丙烯酰氯基团的肝素化聚己内酯进行了原位交联。力学测试表明光照后材料的拉伸强度明显提高。最后对材料通过静电纺丝技术成型管状支架作了初步研究。表明本文合成的抗凝可交联聚己内酯材料在血管组织工程领域具有良好的应用前景。     

生物塑料聚(3HB-co-4HB)/玉米淀粉共混材料的制备与性能

以聚4–羟基丁酸酯摩尔分数为7.3%的聚(3–羟基丁酸酯–co–4–羟基丁酸酯)和玉米淀粉为原料,通过挤出熔融共混和注塑成型制备了P(3HB-co-4HB)/玉米淀粉共混材料.借用差示扫描量热仪(DSC)、热失重分析仪(TGA)和电子拉力机等考察了玉米淀粉含量对共混材料熔点、结晶度、热分解温度、耐水性及力学性能的影响.结果表明:随玉米淀粉含量增加,共混体系的结晶度减小,熔融温度降低,熔限变宽且出现明显的双峰;玉米淀粉含量为30份的共混材料热分解温度较纯P(3HB-co-4HB)-7.3略有降低,缺口冲击强度和断裂伸长率分别在淀粉含量为10份和20份达最佳,其值分别为4.95.kJ/m2和33.15%,较纯P(3HB-co-4HB)-7.3分别提高14.3%和147.76%.拉伸强度和弯曲强度则随玉米淀粉含量增加逐渐下降.     

聚己内酯增强β-磷酸三钙复合支架的制备及力学性能

针对生物陶瓷在大段骨缺损的修复重建中韧性不足的问题,采用数字光处理技术和涂层工艺,制备了集高强度韧性一体化的生物陶瓷β-磷酸三钙/聚己内酯复合支架,并研究了聚己内酯涂层浓度对复合支架抗压抗弯性能和微观形貌的影响。实验结果表明：聚己内酯涂层可有效提高β-磷酸三钙陶瓷支架的力学性能,复合支架的强度和韧性均与聚己内酯涂层浓度呈正相关性;随着聚己内酯涂层浓度的提高,复合支架的可靠性显著提高,涂层效果有明显的改善,但不均匀现象也越明显;结合力学性能和微观形貌评价发现,0.20 g/mL聚己内酯增强β-磷酸三钙复合支架的综合性能最佳。该研究可为制备满足骨生长到骨强化两阶段力学性能要求的复合支架提供参考。     

聚己内酯/介孔二氧化硅杂化材料的制备及表征

利用环氧丙醇对介孔二氧化硅SBA-15的表面进行碳羟基修饰,然后以此为引发剂,异辛酸亚锡为催化剂,分别引发己内酯（CL）及氨基甲酸苄基酯-ε-己内酯(（CABCL）单体的开环聚合,成功地制备了杂化材料聚己内酯/SBA-15（PCL/SBA-15）和聚4-氨基甲酸苄基酯己内酯/SBA-15（PCABCL/SBA-15）,酸解去除PCABCL/SBA-15的保护基团甲酸苄酯（Cbz）后得到聚氨基己内酯/SBA-15（PACL/SBA 15）。通过X射线衍射仪（XRD）、N₂吸附-脱附实验和热重分析（TGA）等手段研究了材料的结构变化、反应时间和空间位阻效应对接枝量的影响等。结果表明:聚合物的修饰未对介孔结构产生影响;PCL的接枝量可以通过聚合反应时间进行控制;对PACL/SBA-15而言,因CABCL中Cbz的位阻效应导致接枝量较小;Zeta电位分析的结果证明聚氨基己内酯的修饰改变了二氧化硅表面的电荷性质。     

具有抗凝功能的可交联四臂星形聚己内酯的合成及其电纺丝加工的初步研究

采用季戊四醇/辛酸亚锡引发体系通过开环聚合制备了四臂星形聚己内酯.将丙烯酰氯和肝素分别引入到四臂聚己内酯的端基上,以赋予材料可交联和抗凝性能.采用GPC、红外、核磁等表征了四臂星形聚己内酯的结构与性能.静态接触角和吸水率测试结果显示接枝肝素后聚己内酯的亲水性明显增强.采用紫外定量表征了肝素化聚己内酯表面的肝素含量,体外凝血时间的明显延长说明了肝素化后材料具有了抗凝性能.在添加适量光引发剂的情况下用紫外光对含有丙烯酰氯基团的肝素化聚己内酯进行了原位交联,力学测试表明光照后材料的拉伸强度明显提高.最后对材料通过静电纺丝技术成型管状支架作了初步研究,表明本文合成的抗凝可交联聚己内酯材料在血管组织工程领域具有良好的应用前景.     

光/生物降解塑料薄膜制备及其性能研究

以玉米淀粉、低密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯为主要原料,制得光/生物降解塑料薄膜,所得降解薄膜中淀粉质量分数约为30%,厚度约为20 μm.研究结果表明:吹膜料的流变性能接近聚乙烯,为剪切变稀的假塑性流体,可用通用塑料加工设备加工;该薄膜的力学性能接近纯聚乙烯薄膜,并具有较好的光降解性能;薄膜经紫外光照射或曝露在户外均可发生明显降解,其降解产物中含有羰基和不饱和碳-碳双键的聚合物.     

用于制备热塑性塑料的双醛玉米淀粉的研究

采用高碘酸钠在温和条件中氧化玉米淀粉，制备不同醛基含量的双醛玉米淀粉，通过红外光谱和核磁表征产物.考察双醛玉米淀粉的分子量、结晶、形貌以及疏水性能的变化. 以甘油为增塑剂制备得到热塑性玉米双醛淀粉塑料具有良好的综合性能.     

湿法共混制备聚丁二酸丁二醇酯/淀粉食品包装膜

以水和甘油为增塑剂,将玉米淀粉与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)直接湿法共混得到母粒,进而流延制备了PBS/淀粉薄膜.扫描电镜(SEM)观察发现,用甘油/水混合增塑的淀粉可以在PBS基体中均匀的分散,与淀粉干法填充改性相比,原位塑化后的淀粉与PBS的相容性得到明显改善,并且薄膜的综合力学性能较好.甘油∶水为1∶2,增塑剂用量为淀粉的15%时,薄膜的横纵向拉伸强度在淀粉含量为11.5%时最高,此时横纵向断裂伸长率分别较纯PBS薄膜提高了147.2%和51.3%,横纵向直角撕裂强度分别提高了160.8%和57.3%.随淀粉填充量的不断增加,薄膜的横纵向拉伸强度和直角撕裂强度都有所下降,但横纵向断裂伸长率却在淀粉填充量为30%时最高.在淀粉填充量高达25%和30%时,薄膜横纵向拉伸强度仍分别可以满足GB/T 4456—1996"包装用聚乙烯吹塑薄膜"中规定的A类优等品和合格品的要求.该薄膜材料在满足食品等包装使用需求的同时,有效地降低了成本,并且可以完全生物降解.     

聚甲基乙撑碳酸酯/淀粉复合材料的形貌、机械性能和热性能研究

采用溶液共混方法制备了聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)/淀粉复合材料,并对其形貌、机械性能和热性能进行了表征.复合材料的模量随淀粉含量的增加而提高,拉伸强度在淀粉含量小于35%时有明显提高.复合材料的玻璃化转变温度和5%失重温度分别比纯PPC提高10℃和30℃左右.TEM表明复合材料中PPC基体与淀粉有较好的界面相互作用.GPC表明复合材料中PPC的分子量由于淀粉的架桥作用而显著提高.     

壳聚糖/玉米淀粉基质复合膜的制备与性能分析

以壳聚糖和玉米淀粉为主要基质,分别加入甘油、聚乙烯醇、明胶和气相二氧化硅,采用溶液共混后流延方法制备食品包装膜。分析了壳聚糖和玉米淀粉的最佳质量比以及添加剂的用量对包装膜力学性能和吸水率的影响。结果表明：当壳聚糖和玉米淀粉质量比为100：214,甘油含量为玉米淀粉质量的20%时,壳聚糖/玉米淀粉膜的综合性能较好;聚乙烯醇含量为玉米淀粉质量的60%、明胶固含量为玉米淀粉质量的10%、气态二氧化硅固含量为玉米淀粉质量的4%时,所得膜在各自系列膜中的性能较佳。     

PCL/PVP共混膜的制备与性能研究

利用溶液浇铸法制备了聚己内酯（PCL）/聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）共混物膜,通过测试膜的表面接触角、吸水率,研究了共混膜的亲水性能;通过测试膜的断裂伸长率和断裂强度,研究了共混膜的力学性能;用XRD对膜进行表征,研究了共混膜的结构.结果表明：PVP的加入对PCL的结晶度有一定影响;随着PVP质量分数的增加,水在PCL/PVP膜的表面接触角逐渐减小,吸水率逐渐增大;适当比例的PVP含量有助于增强PCL的力学性能.     

酶脱支处理对颗粒态缓慢消化淀粉形成的影响

以玉米淀粉为原料,研究了低于淀粉糊化温度条件下酶脱支处理对直链淀粉溶出及缓慢消化淀粉形成的影响。选取不同条件产物,采用Guraya法测定酶脱支处理后的缓慢消化淀粉含量的变化,从而研究酶脱支处理过程上清液中溶出的直链淀粉与沉淀淀粉颗粒态缓慢消化淀粉含量之间的关系。并利用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、差示扫描量热仪等进一步研究酶脱支淀粉的颗粒形貌、结晶特性、热焓特性。结果表明,直链淀粉溶出量与缓慢消化淀粉形成具有相关性;低于糊化温度下通过酶脱支制备缓慢消化淀粉能提高淀粉颗粒表面的疏松度;相对于结晶的数量,结晶的质量对淀粉消化性影响更大;酶脱支处理后,淀粉糊化的起始温度、峰值温度、终止温度均有所增加,糊化温度区间变小,糊化焓降低。     

甘油增塑淀粉泡沫材料的塑化性能及力学性能

利用双螺杆挤出机制备了甘油含量不同的淀粉泡沫材料,研究了甘油含量对材料的增塑作用及其对力学性能的影响.偏光显微镜(PLM)显示,在热和机械剪切作用下,甘油破坏了淀粉分子的结晶结构,分子结构呈无序排列.红外光谱分析(IR)发现,甘油分子减弱了淀粉分子中的氢键缔合,有效地减小了淀粉分子间作用力;差示扫描量热分析(DSC)研究发现,甘油塑化淀粉的熔融温度比普通淀粉的低.静态压缩实验表明,甘油的加入,降低了淀粉泡沫的压缩强度和杨氏模量.     

塑化淀粉分子结构变化对生物质复合材料力学性能的影响

植物纤维与淀粉结合制得用于包装领域的新型植物纤维淀粉基生物质复合材料,淀粉塑化改善了植物纤维淀粉基生物质复合材料制品性能。为揭示塑化过程促使淀粉理化性能发生变化的深层机制,对塑化后淀粉的分子结构变化展开研究。利用红外光谱分析（FT-IR）和X射线衍射分析（XRD）对热塑性淀粉内部分子之间的氢键变化和结晶度进行分析表征,以研究塑化过程中淀粉分子官能团以及结晶结构的变化,结果表明：塑化过程中淀粉结晶结构发生变化,结晶区A型结晶遭到破坏;塑化剂与淀粉分子中的羟基之间形成了新的氢键,淀粉分子羟基官能团被削弱。力学性能测试表明,塑化使淀粉分子结构发生变化后,由其制备的植物纤维淀粉基生物质复合材料的抗拉、抗压强度得到明显提升,防水性得到改善。淀粉结晶区被打破,无定形区增多,淀粉更加紧密地附着在植物纤维表面,因此复合材料的抗拉等力学性能得到了明显提升。防水性得到提高的原因在于塑化后淀粉链中亲水的羟基被削弱,淀粉的红外光谱分析中塑化淀粉的羟基伸缩振动峰减弱验证了此结论。     

复合增塑剂增塑淀粉研究

用甘油/尿素/甲酰胺复合增塑剂对玉米淀粉进行增塑处理制成了可塑性淀粉.研究了复合增塑剂中醇和酰胺的配比对可塑性淀粉力学性能的影响.结果表明,醇/酰胺复合增塑剂可赋予淀粉可塑性,两类增塑剂之间存在着协同效应,最佳协同配比为3/7~4/6.