丝素蛋白/聚氨酯两性水凝胶的制备及性能研究

采用2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和N-甲基二乙醇胺(MEDA)分别作为阴、阳离子型扩链剂,在聚氨酯(PU)预聚体结构上先后引入两种离子型的亲水基团,再将制得的聚氨酯预聚体与丝素蛋白(SF)水溶液混合交联,得到SF/PU两性水凝胶.通过衰减全反射(ATR)、扫描电子显微镜(SEM)表征其结构、微观形貌及多孔结构.结果表明:制备出的SF/PU两性水凝胶具有明显的孔洞结构,孔径分布在15μm左右.通过测试在不同条件下的吸水溶胀比(SR)和平衡溶胀含水量(EWC),分析了两性水凝胶的溶胀动力学机理.通过万能实验拉力机测试了两性水凝胶的机械性能,当SF/PU比例为65/35时,水凝胶材料的压缩强度达到最大值,为0.577 MPa;当SF/PU为50/50时水凝胶有着最大变形率,为85.8%.     

壳聚糖/氧化石墨烯复合水凝胶的流变学及其pH响应性能研究

利用壳聚糖与氧化石墨烯之间的静电作用力,制备出了具有p H响应的壳聚糖/氧化石墨烯复合水凝胶体系.运用扫描电镜、X射线衍射、紫外可见光谱和红外光谱对复合水凝胶的微观内部结构与形成机理进行了分析探索.结果表明,壳聚糖与氧化石墨烯的最佳用量比为1:6时,能形成十分稳定的凝胶.此外,这种凝胶表现出明显的p H响应特性.当体系p H在4.98时,复合水凝胶具有最高的粘度1060Pa·s,远高于同浓度的单独壳聚糖与氧化石墨烯溶液,但p H改变后,凝胶粘度均会变小.这种复合凝胶体系不仅制备简便,而且具有p H响应性能,可望扩展石墨烯凝胶材料在生物领域中的应用范围.     

PVA/HA复合水凝胶的制备及性能研究

采用模板法制备了微孔羟基磷灰石,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对其结构进行了表征。同时,制备了聚乙烯醇/微孔羟基磷灰石复合水凝胶和聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石复合水凝胶。测试了聚乙烯醇/羟基磷灰石复合水凝胶的含水率和力学性能。实验表明,合成的羟基磷灰石具有微孔结构,复合水凝胶含水率可达到60%以上,羟基磷灰石的加入使复合材料的拉伸强度、断裂伸长率都得到了较大提高,可用于人造软骨,是一种很有开发前景的生物医用材料。     

氧化石墨烯自组装水凝胶

氧化石墨烯(GO)是化学氧化-还原法制备石墨烯的中间体,也是除石墨烯以外最为重要的二维纳米材料.由于GO纳米片表面富含各种含氧基团,因此其在水溶液中可以与多种物质发生超分子自组装,形成水凝胶.本文在分析GO化学结构的基础上,总结GO水凝胶的制备方法和形成机理,着重讨论GO的拓扑形状对水凝胶形成的影响,以及促进GO形成凝胶的超分子作用力,包括氢键、静电作用、配位作用、π-π作用等.最后,对GO自组装水凝胶的应用进行了评述,并展望了该领域今后的发展方向.     

1,2-萘醌-4-磺酸钠功能化石墨烯复合水凝胶的制备及其电化学性能

以1,2-萘醌-4-磺酸钠(NQS)、氧化石墨烯(GO)、多孔氧化石墨烯(HGO)为原料,基于水热反应制备功能化石墨烯水凝胶(F-GH)和功能化多孔石墨烯水凝胶(F-HGH),通过调控NQS的添加量得到不同N QS负载量的F-G H.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪等对材料的形貌与结构进行表征;通过循环...     

正交法研究不同因素对SF/PU复合水凝胶抗压性能的影响

IPDI为硬段,PEG、PPG为软段,DMPA、DEG为扩链剂,TEA为中和剂合成了聚氨酯预聚体.以PEG的相对分子质量、-NCO/-OH(n/n)、 PEG/(PEG+PPG)(n/n) 和SF/(SF+PU)(m/m)为4个影响因素设计了四因素四水平正交实验并制备了一系列丝素蛋白/聚氨酯复合水凝胶.采用非限制性压缩试验对水凝胶进行抗压缩性能测试,并通过方差分析法对实验结果进行分析.结果表明PEG的相对分子质量对水凝胶的抗压性能影响最明显.PEG的相对分子质量为600、1 000、2 000、4 000时所制备的丝素蛋白/聚氨酯复合水凝胶的抗压模量均在0.35～1.20 MPa之间.     

纳米ZnO/BC/PVA复合水凝胶的制备与性能研究

采用化学交联法制备纳米氧化锌(ZnO)/聚乙烯醇(PVA)/细菌纤维素(BC)复合水凝胶,通过力学性能测试、溶胀率测试以及热重(TG)分析等研究BC加入量对复合水凝胶拉伸强度、断裂伸长率及吸水率的影响;探讨复合水凝胶对大肠杆菌抑制效率与纳米ZnO的加入量的关系。     

新型丝素凝胶和丝素支架的生物相容性评价研究

目的:综合评价新型丝素凝胶和丝素支架的生物相容性和生物安全性.方法:采用溶血实验评价丝素凝胶和丝素支架对红细胞功能和代谢的影响;采用皮肤刺激和皮内刺激实验评价丝素凝胶和丝素支架对皮肤的刺激作用;通过热源实验来判断丝素凝胶和丝素支架中所含热源量是否符合人体的要求;通过给小鼠背部皮下植入丝素凝胶和丝素支架,采用酶联免疫吸附实验(ELISA)法分析丝素凝胶和支架对小鼠血清免疫球蛋白IgM和IgG抗体水平的影响、采用液相芯片法分析凝胶和支架对血清炎性细胞因子质量浓度的影响、采用流式细胞法分析丝素凝胶和支架对脾脏和骨髓免疫细胞异常的影响.结果:丝素凝胶和丝素支架的溶血率分别为4.239%和2.312%(均5%),两种材料不引起溶血反应,并且对红细胞形态无影响;丝素凝胶和丝素支架的皮肤刺激实验和皮内刺激实验的结果均为阴性,表明对皮肤没有刺激作用;热源实验结果显示大白兔体温升高均低于0.6℃,并且体温升高总数低于1.4℃.小鼠皮下分别植入两种材料后结果显示,植入1周和5周后小鼠血清抗IgM抗体水平与阴性对照组无显著性差异,抗IgG抗体水平在植入后1周时与阴性对照组无显著性差异,植入后5周丝素凝胶的IgG抗体水平比阴性对照组显著升高.植入后5周23种小鼠血清细胞因子质量浓度与阴性对照组无显著性差异,脾细胞和骨髓细胞中嗜酸性粒细胞、嗜中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、B细胞、B1细胞、B1a细胞、B2细胞、CD3~+ T细胞、CD4~+ T细胞、CD8~+ T细胞、巨噬细胞和树突状细胞的表达量均与阴性对照组无显著性差异.结论:新型丝素凝胶和丝素支架无溶血作用,对红细胞形态无影响,对皮肤无刺激作用,所含热源量符合人体要求;体内植入后分子和细胞实验证实新型丝素凝胶和丝素支架不会引起小鼠免疫细胞异常反应,也不会引起抗体异常升高,同时不会导致血清炎性细胞因子质量浓度升高.通过综合评价,显示丝素凝胶和丝素支架具有良好的生物相容性.     

HEMA/AM/clay纳米复合水凝胶的制备及性能

以无机黏土为物理交联剂,通过原位自由基聚合制备甲基丙烯酸羟基乙酯/丙烯酰胺/黏土(HEMA/AM/clay)纳米复合水凝胶.通过傅里叶红外光谱(FT-IR)分析,证明制备的纳米复合水凝胶具有预期的化学组成;通过差示扫描量热仪(DSC)分析了水凝胶中水的存在状态.研究结果表明,凝胶的溶胀度随AM投料量的增加而增大,且随着AM投料量的增加,凝胶的力学性能随之提高,在溶胀度为350％时,水凝胶的断裂伸长率和抗拉强度分别达到400％和0.5 MPa.     

改性氧化石墨烯/二氧化硅/环氧树脂复合涂料的制备及性能研究

采用超声搅拌法制备A-GO/SiO₂/EP复合涂料,分别对A-GO与SiO₂的适宜比例(m(A-GO)∶m(SiO₂))进行研究并进行力学性能测试,通过电化学相关试验评价A-GO/SiO₂对涂层防腐性能的影响.     

硼酸钙/氧化石墨烯复合微粒的制备及摩擦学性能研究

以硼砂、硝酸钙和氧化石墨烯为原料利用水热技术制备硼酸钙/氧化石墨烯复合微粒.利用透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)和能谱(EDS)对硼酸钙/氧化石墨烯复合微粒形貌、结构及磨痕表面进行表征.将复合微粒用油酸修饰并添加到液体石蜡中,利用四球摩擦试验机分析其摩擦学性能,结果表明:复合微粒添加剂具有良好的减摩抗磨性能.     

纳米复合水凝胶的制备与表征

以两种不同的黏土-锂基黏土XLG和钠基黏土（Na—clay）为改性剂,通过原位复合法制备黏土／聚丙烯酰胺复合水凝胶．通过调整反应物之间的配比、反应条件考察了纳米复合水凝胶的机械强度、吸胀性能、透明性等性能．结果表明两种黏土都能够增强水凝胶的拉伸强度,其中前者效果更加明显．并且XLG／聚台物凝胶具有极好的透明度,XRD结果表明黏土在聚合物基体中呈纳米尺度均匀分散,并起到交联剂作用．     

还原氧化石墨烯增强铜基复合材料的制备及性能研究

借助分子级混合法和均质机剥离共同作用,采用放电等离子体烧结技术(SPS)制备出还原氧化石墨烯/铜基复合材料。利用SEM、XRD、Roman、XPS和压缩测试对其微观组织结构及综合性能进行了研究。结果表明,适量的氧化石墨烯能够均匀分散在铜基中并显著提高复合材料的综合性能。复合材料的压缩屈服强度最高达到481 MPa,比纯铜相应值提升了约2.2倍,维氏硬度较纯铜相应值也提升了约0.7倍。     

聚N-异丙基丙烯酰胺/羧甲基壳聚糖纳米复合水凝胶制备及响应性能

以羧甲基壳聚糖（CMCS）和N-异丙基丙烯酰胺（NIPAAm）为原料,采用粘土作为交联剂制备一种新型的纳米复合水凝胶（PNIPAAm/CMCS/Clay）,并对其进行表征.研究CMCS及粘土用量、水介质温度及pH值对该凝胶性能的影响.结果表明该凝胶具有明显的温度和pH值双响应性,溶胀度随CMCS的增加和粘土用量的减少而增大.     

石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的制备及力学性能研究

采用改进的Hummers法制备出氧化石墨烯(GO),并用苯基异氰酸酯对其功能化,接着将功能化的氧化石墨烯(iGO)与4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)在二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中进行超声混合得到均匀混合液,再将混合液与聚四亚甲基醚二醇(PTMG)、1,4-丁二醇(BD)在DMF溶剂中进行原位聚合制备iGO/热塑性聚氨酯(TPU)纳米复合材料(GO-TPU),同时在相同条件下合成PU以供对比.采用XRD、FT-IR、XPS、Raman光谱、SEM和万能拉伸试验机对GO的功能化效果及GO-TPU的性能进行了表征.结果表明:苯基异氰酸酯成功接枝于GO表面,iGO在TPU基体中分散均匀,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率均随GO含量的增加表现为先增大后减小的变化规律,当iGO的质量分数为1%时GO-TPU的拉伸强度和断裂伸长率均为最大值,分别为4.26 MPa和500%,与纯TPU相比,分别提高了127.1%和27.3%.     

PAAm/CMC-Ag纳米复合水凝胶的制备表征及溶胀动力学研究

以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(N,N-MBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,合成了聚丙烯酰胺(AAm)-羧甲基纤维素钠盐(CMC)半互穿网络水凝胶.通过傅里叶红外光谱纳米复合水凝胶PAAm/CMC-Ag的结构.紫外可见光谱研究表明,Ag纳米粒子的表面等离子体吸收峰在450 nm范围.溶胀动力学表明,PAAm/CM...     

TiO_2/氧化石墨烯复合材料的合成及光催化性能研究

以自制氧化石墨、钛酸丁酯为主要原料,用溶胶-凝胶法制备了TiO2/氧化石墨烯(TiO2/GO)复合材料,采用TEM、XRD对其进行表征。以活性艳红X-3B溶液为模拟废水,研究了该复合材料的光催化降解性能,考察了氧化石墨烯含量、染料初始浓度、催化剂用量等因素对其光催化降解率的影响。结果表明:氧化石墨烯片层上均匀负载着锐钛矿型的TiO2球形颗粒,粒径在10 nm左右;当TiO2/GO复合材料中加入的GO含量为100 mg时光催化活性最好,比相同条件下纯TiO2和TiO2与氧化石墨物理混合物的光催化活性有明显提高;相同条件下,降解率随溶液初始浓度的升高而降低,催化剂用量存在最佳值,100 mg/L的活性艳红X-3B溶液,催化剂用量的最佳值为0.8 g/L,反应60 min后其降解率可达96%。     

缓释万古霉素的壳聚糖与氧化石墨烯温敏水凝胶的制备及性能测定

目的:制备壳聚糖(CS)与氧化石墨烯(GO)的温敏水凝胶来负载包裹万古霉素(VAN)的复式微球,通过测定复式微球的粒度、形态、载药率和包封率及测定凝胶的孔隙率,抗压强度,缓释时间,成胶时间以及降解率,来探讨CS-GO凝胶体系作为基体负载VAN复式缓释微球的可行性.方法:将万古霉素包载于复式微球中,均匀分散于以CS和GO作为主要原料形成的凝胶体系中.经粒度分析仪测定微球平均粒径,紫外分光光度计测定微球的载药率、包封率及其在凝胶中的体外释放率.并通过扫描电镜观察了二者的表面形态等.结果:载药微球成球性好、分散较均匀、球形较规则,平均粒径为7.07 um,包封率为(12.20±0.668)%,载药率为(1.20±0.007)%.凝胶成胶时间为130 s,孔隙率为(68.24±3.83)%,抗压强度为(6.398±0.295)kPa,降解时间可达41 d,药物回收率为(68.6±0.028)%.电镜下凝胶表面粗糙,孔隙均匀,适合细胞粘附及长入.结论:以CS和GO为原料,可与载药微球共同形成具有缓释能力的温敏水凝胶,为进一步发展应用提供依据.     

石墨烯复合水滑石对磷酸盐的吸附性能研究

由于生活污水中含有的大量磷酸盐,寻找高效吸附性能良好的吸附剂进行除磷吸附已成为亟待解决的问题.针对此问题,利用石墨烯复合水滑石纳米材料高效的除磷吸附剂进行吸附磷酸盐性能研究.从复合材料用量,磷酸盐溶液p H,共存离子种类和质量浓度,复合材料和磷酸盐溶液接触时间四个方面对复合材料吸附性能进行了研究.实验结果表明,石墨烯复合水滑石纳米材料最合适投加量为1 g/L,磷酸盐溶液最合适p H为8,复合材料和磷酸盐最佳接触时间为300 min,共存离子实验发现对磷酸盐吸附的抑制作用大小排序为SO_4~(2-) Cl~- NO_3~-.通过最优条件调整得到的石墨烯复合水滑石纳米材料具有高效,稳定的吸附性能,具有很好的应用前景,可为复合材料的吸附研究提供一定的参考价值.