聚氨酯材料的研究进展

聚氨酯材料是一类用途广泛的高分子材料.概述了近年来国内外聚氨酯材料的研究开发和应用进展,同时展示出聚氨酯产业的现状与发展方向.     

生物可降解镁合金支架的扩张性能

介绍了生物可降解镁合金支架的应用背景和研究现状.应用有限元方法研究了镁合金支架的扩张过程.为了便于分析和比较,同时建立了具有相同几何模型的316L医用不锈钢支架,分别比较了它们在几何变形、应力分布、轴向缩短率、扩张速度等方面的差异性.结果显示,扩张镁合金支架比扩张不锈钢支架要容易得多.在扩张压力和扩张直径相同的前提下扩张镁合金支架和不锈钢支架,前者的扩张速度高于后者;前者的轴向缩短率小于后者;扩张到最大直径时,前者的最大Von Mises应力小于后者.有限元模拟对支架性能的评价和设计有一定指导意义.     

Biodegradation of dissolved organic carbon in soil extracts and leachates from a temperate forest stand and its relationship to ultraviolet absorbance

The amount and biodegradability of dissolved organic carbon (DOC) in forest floors can contribute to carbon sequestration in soils and the release of CO 2-C from soil to the atmosphere.There is only limited knowledge about the biodegradation of DOC in soil extracts and leachates due to the limitations inherent in degradation experiments.Differences in the biodegradation of DOC were studied in forest soil extracts using cold and hot water and 4 mmol/L CaCl 2 solution and in soil leachates sampled under different conditions over a wide range of DOC concentrations.From these results,we developed a simple and rapid method for determining the biodegradable organic C in forest floors.The hot water extracts and CaCl 2 extracts after CH 3 Cl fumigation contained higher concentrations of biodegradable organic C than the cold water extracts and CaCl 2 extracts before fumigation,with rapid DOC degradation occurring 24-48 h after incubation with an inoculum,followed by slow DOC degradation till 120-168 h into the incubation.During a 7-d incubation with an inoculum,the variation in DOC degradation in the different soil extracts was consistent with the change in special UV absorbance at 254 nm.Relatively higher levels of biodegradable organic C were detected in soil leachates from the forest canopy than in forest gaps between April and October 2008 (P <0.05).Relatively lower concentrations of DOC and biodegradable organic C were observed in soil leachates from N-fertilized plots during the growing season compared with the control,with the exception of the plot treated with KNO 3 at a rate of 45 kg N ha 1 a 1.Around 77.4% to 96.3% of the variability in the biodegradable organic C concentrations in the forest floors could be accounted for by the initial DOC concentration and UV absorbance at 254 nm.Compared with the conventional inoculum incubation method,the method of analyzing UV absorbance at 254 nm is less time consuming and requires a much smaller sample volume.The results suggest that the regression models obtained using the initial DOC concentration and UV absorbance can provide a rapid,simple and reliable method for determining the biodegradable organic C content,especially in field studies involving relatively large numbers of samples.     

基于改进PSO的高分子材料降解模型参数优化

为提高可降解高分子材料降解模型仿真的准确程度,结合高分子材料降解的实际原则和所要考虑的各种因素,建立了适合优化的参数优化模型,并将粒子群优化算法(PSO)用于模型的求解.针对标准粒子群算法存在的一些不足,提出了一种改进的粒子群优化算法来求解最优值,改进的算法引入了动态自适应惯性权重和异步时变学习因子.采用5个标准测试函数对改进的粒子群算法进行了测试,并将算法应用于参数优化模型的求解.测试与试验结果表明:新算法有效地避免了过早陷入局部最优,提高了收敛速度和收敛精度,并且采用优化所得参数显著地提高了高分子材料降解模型仿真的精准度,有利于揭示降解机理的科学意义和指导实际医用器件的设计与生产.     

降解塑料研究的进展

降解塑料是为解决塑料污染而开发的一类新型高分子材料。本文论述了降解塑料的类型、降解机理及研究进展情况,并指出降解塑料的大规模生产和应用是今后塑料工业发展的一个重要方向。     

城市生活垃圾不同可生化单基质负荷与厌氧污泥混合厌氧试验研究

通过城市生活垃圾不同负荷的可生化单基质与厌氧污泥的混合厌氧消化实验研究,结果表明,在0.5gVS/（L·d）负荷以下,米饭、黄豆、肥肉和芹菜均未产生酸抑制问题。随着负荷的增大,有机酸的积累严重,米饭基质在1.0gVS/（L·d）负荷下产生了酸抑制,最低酸化点为3.73;黄豆基质在2.0gVS/（L·d）负荷下产生了酸抑制,最低酸化点为4.90;肥肉在1.5gVS/（L·d）负荷下产生了酸抑制,最低酸化点为5.02。而在整个反应周期内,芹菜基质各个负荷下都未产生酸抑制。     

生物可降解高分子形状记忆合金的研究和进展

高分子形状记忆材料近年来吸引了许多研究者的目光, 因其低廉的成本、优异的加工性能、良好的回复性、多变的力学和物理性能等优势迅速地发展起来. 但随着石油紧缺和全球暖化等问题, 开发绿色、可降解的生物高分子形状记忆材料成为新的发展趋势. 其中, 绿色材料聚乳酸以其优异的力学强度、生物降解性和生物相容性, 在可降解的生物高分子形状记忆材料的研究和应用方面有很大的发展前景. 本文主要就生物可降解高分子形状记忆材料的发展现状、形状记忆机理、材料选择和国内外最新研究进展等进行了介绍、评述和展望.     

可降解下腔静脉滤器的生物力学性能及有限元分析

利用有限元分析和径向支撑力测试,分析不同支撑杆数目对新型生物可降解下腔静脉滤器（inferior vena cava filters, IVCF）的生物力学性能的影响。应用三维建模软件建立支撑杆数目为8, 10, 12的IVCF模型;通过室温拉伸左旋聚乳酸得到其应力-应变曲线,使用Abaqus软件模拟分析3种支架在压握和自扩张过程中的生物力学性能;同时将3种IVCF进行径向支撑力测试。结果表明,3种支架的应力峰值不同,但应力分布趋势相同;其径向支撑力随支撑杆数目的增加而减小,自扩张性能则与之相反;10杆IVCF表现出较好的综合力学性能,经压握后不仅有足够的径向支撑力,而且可以实现自我扩张,对血管壁的损伤最小。     

可生物降解高吸水材料的制备以及制备工艺对吸水倍率的影响

以淀粉为原料，采用反相悬浮聚合方法，通过研究交联反应时反应时间、搅拌速度、反应温度以及催化剂质量分数、交联剂质量分数、淀粉质量分数和分散剂质量分数一系列工艺条件制备出可完全生物降解的高吸水材料，通过测定高吸水材料的吸水倍率揭示出制备工艺对可生物降解高吸水材料吸水倍率的影响规律。     

多孔β-Ca3(PO4)2降解材料

报道了多孔生物β-Ca3(PO4)2降解材料的研制工艺，同时结合动物实验及扫描电镜等测试手段对这种材料的结构特点及有关性能进行了讨论。所研制的材料中含有大量的气孔，其孔径大概为300－500μm。动物实验结果表明这种材料植入体内将具有良好的生物相容及降解性能。当材料植入动物内二个月内，与宿主骨之间的间隙完全愈合，但外形及密度变化不大。植入6个月后，两端的新骨向中心区生长，材料开始降解，边缘出现不整齐状。章的最后部分讨论了所制材料在动物体内的降解过程。关于β-Ca3(PO4)2陶瓷的生物降解机理，目前还没有统一认识，可以认为：材料在动物体内降解是由于细小晶粒被生物细胞吞噬的结果。同时，化学沉积是材料降解的另一个重要原因。材料的降解是从玻璃连结相开始突破的，其过程可以描述为：当材料植入动物体内后，骨组织沿材料孔隙长入，同时连结晶粒的玻璃相在体液作用下发生水解，并伴随晶相颗粒的分离。分离过程中小晶粒被生物细胞吞噬，残留大量晶粒在组织液中存在Ca3(PO4)2 ←→3Ca^2 2PO4^2-溶解出的一部分Ca^2 随体内代谢出体外，另一部分在体液与血清作用下沉积在新生骨上。由于大晶粒难以被细胞吞噬，溶解度相对又较小，最后则以分离的形式残存下来。交界处新骨中Ca含量较高正是化学沉积的结果。