可降解聚乳酸/羟基磷灰石杂化材料——Ⅲ.聚乳酸/羟基磷灰石杂化材料的制备及降解

采用超声分散技术,以聚(D,L)-乳酸(PDLLA)和纳米羟基磷灰石(HA)为原料,制备出PDLLA/HA杂化材料,研究了PDLLA/HA杂化材料在生理盐水中的降解性能,并对相关产物进行了FT-IR、TEM、XRD分析。结果表明,杂化材料中PDLLA与HA间通过氢键结合,随着HA含量的增加,杂化材料在生理盐水中的降解速率减缓,此外,杂化材料的降解包括PDLLA的降解和HA的重新沉积钙化两个过程,降解12周后,HA的晶体结构被破坏,重新沉积钙化形成多孔骨骼结构。     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖杂化材料的制备

以原位沉积法为基础, 采用水热处理法制备羟基磷灰石(HA)/壳聚糖(CS)杂化材料, 以解决HA在CS基体中分布不均和结合不紧密的问题. 研究表明, 通过水热处理后所得到的杂化材料是由CS分子和低结晶度的HA晶体所组成. 其中HA的晶体尺寸为纳米级, 均匀分布在CS分子中. 而且杂化材料中的HA和CS都出现沿C轴方向的择优生长. 同时还发现, 在所得杂化材料中的HA晶体与CS分子出现了较强的化学键合作用, 且这种化学键合作用的强度随水热处理温度的升高而增强, 其中当水热处理温度为100℃时,这种化学键合作用达到最强.     

羟基磷灰石/聚乳酸/聚氨酯生物材料的降解性能

以聚乳酸(PDLLA)和聚氨酯(PU)为基体,将纳米羟基磷灰石(n-HA)与其复合,制备了多孔n-HA/PDLLA/PU生物材料,通过模拟体液(SBF)浸泡试验评估材料的生物降解性和矿化活性,测定了降解过程中材料的吸水率和pH变化,以及浸泡前后的质量损失。通过红外光谱分析生物材料浸泡前后结构组成变化,采用热重分析(TG)材料降解前后的热稳定性,并用扫描电镜观察材料降解前后表面形貌特征。结果表明,n-HA/PDLLA/PU生物材料在模拟体液中随浸泡时间的延长由外到内不断降解,可以通过控制PDLLA的含量调节材料的降解速率;随着PDLLA和PU的水解以及n-HA形成新的结晶,生物材料降解后热稳定性降低。     

左旋聚乳酸/多壁碳纳米管/羟基磷灰石电纺丝纳米纤维的形态及生物降解性能

采用静电纺丝法制备了左旋聚乳酸/多壁碳纳米管/羟基磷灰石(PLLA/MW NT s/HA)杂化纳米纤维无纺毡,分析了MW NT s的加入对杂化纤维形态结构的影响,以及不同工艺条件下纤维的直径分布,并研究了纤维无纺毡在磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4,37℃)中的体外降解过程。结果表明:MW NT s的加入使PLLA/HA纤维直径略有减小;PLLA/MW NT s/HA杂化纤维体系降解液的pH值下降到一定程度后,在降解后期呈缓慢上升趋势;碱性MW NT s/HA的加入抑制了PLLA降解过程中的自催化作用,减缓了PLLA的降解速度。     

PMMA/SiO2纳米杂化材料的制备及作为润滑油添加剂的摩擦学性能

用无皂乳液聚合法，一步制备了聚甲基丙烯酸甲酯，表面有机化二氧化硅（PMMA／SiO2）纳米杂化材料，采用了红外光谱（FT-IR）、透射电子显微镜（TEM）以及热分析（TGA-DSC）等仪器对材料的核一壳结构进行表征，利用四球机考察了添加剂在AN10全损耗系统用油中的摩擦学性能。结果表明，合成的PMMA／SiO，纳米杂化材料能提高润滑油的抗磨性能及承载能力，并能降低摩擦系数，其最佳用量为1．5％，同时，PMMA／SiO2纳米杂化材料能极大地提高润滑油的极压性能。     

有机-无机分子杂化稀土发光材料研究

利用无机正硅酸乙酯（TEOS）和有机聚乙二醇（PEG），采用溶胶一凝胶法制备了一系列有机／无机纳米杂化复合材料。首先将TEOS在酸性条件下预水解，再与PEG共水解、共缩聚以形成有机／无机杂化网络结构。在溶胶一凝胶过程中引入稀土离子来制备发光材料。通过控制工艺条件得到了具有良好稳定性和发光性能的透明有机／无机纳米杂化材料。     

SiO2/有机硅杂化涂层材料的制备与性能研究

采用溶胶．凝胶法制备出两相间以共价键结合的透明状SiO2／有机硅杂化涂层材料，并通过红外分析（FTIR）、热分析（TG）、示差扫描量热分析（DSC）、透射电镜（TEM）、分光光度计、溶剂浸提等方法对杂化材料的结构和性能进行了分析和测试。结果表明，所制备的杂化涂层材料没有出现相分离，且具有良好的透光性和热稳定性，可用作保护涂层和耐温涂层。     

可降解聚乳酸/骨粉杂化材料的制备与降解性能

以聚乳酸(PLA)和骨粉为原料,利用超声波分散技术,采用溶液共混法制备PLA/骨粉杂化材料。通过FT-IR,DSC,SEM等测试手段对相关产物进行表征。结果显示,骨粉在PLA基质中分散均匀,与PLA基质间以氢键结合,相容性良好。与PLA相比,PLA/骨粉的耐温性能明显提高。杂化材料在37℃的生理盐水中的降解试验结果表明,PLA/骨粉杂化材料降解12周后,呈三维立体支架结构,利于血管及骨细胞黏附长入。此外,由于骨粉的引入,使PLA降解的酸性产物在一定的程度上得到中和,可以减小因PLA酸性过高引发的炎症反应,便于细胞增殖和组织修复。     

PPESK／SiO2杂化材料的制备及动态力学性能研究

以含二氮杂萘酮结构聚芳醚砜酮（PPESK）为基体，正硅酸乙酯（TEOS）为原料，N-甲基吡咯烷酮（NMP）为共溶剂，采用溶胶-凝胶方法制备出不同二氧化硅质量百分含量的PPESK／SiO2杂化材料。利用动态热机械分析仪（DMA）对PPESK／SiO2杂化均质薄膜进行动态力学性能测试和表征。结果表明，杂化材料中SiO2组分含量及扫描频率对PPESK／SiO2杂化材料的动态力学性能及玻璃化转变过程都有一定程度影响。SiO2含量的增加，杂化材料的力学损耗峰温度移向高温区，并且峰值升高；随着扫描频率的增加，杂化材料的损耗因子峰移向高温。同时采用Arrhenius方程计算PPESK／SiO2杂化材料在α转变时分子运动活化能。另外，还考察了SiO2粒子含量对PPESK／SiO2杂化材料的力学性能的影响。     

HA/PDLLA复合材料的制备及其降解性能研究

首先采用开环聚合合成了PDLLA, 液相-沉淀法合成了HA超微粉, 然后采用液相吸附法制备了HA/PDLLA复合材料. 以纯PDLLA进行对照, 对HA/PDLLA复合材料进行体外降解实验和体内植入实验, 并进行扫描电镜观察. 结果表明HA/PDLLA复合材料较单纯PDLLA材料的降解速度减慢, 机械强度升高, 避免了过早的丧失力学强度. HA颗粒从材料表面脱落后, 成纤维细胞向组织内长入, 并伴有少量新生骨痂的形成, 显示HA/PDLLA复合材料具有良好的降解性能, 一定的成骨性和骨连接性. 24周时, HA/PDLLA材料被组织分隔包裹, 新生骨组织长入材料, 骨愈合情况良好, 具有足够的强度保证实验性松质骨骨折正常愈合.     

我国柔性二氧化钛基纳米杂化材料制备技术取得重要进展

中科院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室刘维民、周峰研究员带领的课题组在多孔二氧化钛纳米管制备高韧性同轴纳米杂化材料方面取得了重要进展。该研究将导电聚合物或金属纳米线和纳米管沉积在二氧化钛纳米管中形成两相交替排列的杂化复合材料，为高韧性二氧化钛纳米管／导电聚合物（半导体，金属）纳米线和纳米管同轴材料的大面积制备提供了新的便捷途径。     

液晶聚合物对PA1010/滑石粉杂化材料增容作用的研究

用液晶聚合物（LCP）作增容剂，采用熔融插层法制备了PA1010／滑石粉（FCP）杂化材料，用广角X射线衍射，小角X射线散射，DSC和TGA研究了液晶聚合物对杂化材料的结构，结晶行为和热稳定性的影响，结果表明，LCP的增容使用使PA1010／FCP杂化材料挤出时的粘度显著下降，从而降低加工温度5℃左右，当LCP质量分数为3％，9％时对应杂化材料H3，H9中滑石粉的层间距扩展为40．1nm和25．2nm，LCP的增容作用使PA1010能插层于滑石粉片层间，而其结晶行为基本未受影响，杂化材料的热稳定性良好。     

聚二甲基硅氧烷杂化材料的制备与性能研究

采用草酸作为干燥控制化学添加剂（DCCA），通过溶胶-凝胶（Sol-Gel）法制得了两相间以共价键结合的透明块状PDMS／TiO2及PDMS／SiO2有机无机杂化材料。通过FTIR、TG、DSC、UV—VIS等方法对材料进行了分析和测试。结果表明，此杂化材料中没有相分离，且具有良好的透光性和热稳定性。     

离子束技术沉积羟基磷灰石薄膜的结构及溶解性能

分别采用离子束溅射和离子束增强沉积技术,以烧结羟基磷灰石（HA）陶瓷为靶材,在纯钛金属基片表面沉积HA薄膜．X光电子能谱分析表明：薄膜中Ca、P、O元素的化学态与所用HA陶瓷靶材相接近;相比HA靶材,薄膜表面存在CO₃^2-．X射线衍射分析表明：沉积薄膜均为非晶态结构,经650℃退火处理转变为结晶磷灰石．在模拟体液中的溶解实验揭示：薄膜仅与溶液中Ca、P和O存在离子交换;薄膜易降解,浸泡10天,样品经历了降解、再沉积过程;相比离子束溅射沉积膜,离子束增强沉积膜具有加速沉积Ca、P的能力．     

溶胶-凝胶法制备有机/无机杂化材料研究进展

综述了溶胶-凝胶法制备有机／无机杂化材料的途径和产物的结构特征,并对有机／无机杂化材料进行了分类;阐述了溶胶-凝胶法制备有机／无机杂化材料的基本原理和步骤。     

中科院兰化所：柔性二氧化钛基纳米杂化材料制备技术取得重要进展

中科院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室刘维民、周峰研究员带领的课题组在多孔二氧化钛纳米管制备高韧性同轴纳米杂化材料方面取得了重要进展。该研究将导电聚合物或金属纳米线和纳米管沉积在二氧化钛纳米管中形成两相交替排列的杂化复合材料,为高韧性二氧化钛纳米管／导电聚合物（半导体,金属）纳米线和纳米管同轴材料的大面积制备提供了新的便捷途径。     

聚乳酸涂层改善网状羟基磷灰石陶瓷支架力学性能的研究

采用有机泡沫浸渍法制备出高孔隙率的三维网状羟基磷灰石(HA)生物陶瓷支架,并采用不同浓度的聚乳酸(PDLLA)溶液涂覆网状HA支架,以达到增强补韧网化陶瓷支架的目的.通过扫描电镜观察PDLLA涂覆网状HA陶瓷支架的显微结构和测试力学强度,研究了不同浓度PDLLA溶液涂覆对网状HA支架的涂层厚度、显微结构和力学性能的影响.实验结果表明:涂覆一定量的PDLLA涂层可以显著提高网状HA生物陶瓷支架的抗压强度,同时保持网状陶瓷支架的贯通性和孔隙率.     

PDMS/SiO2杂化材料研究进展

综述了近年来ＰＤＭＳ／ＳｉＯ２杂化材料的研究结果,讨论其杂化机理、结构性能的影响因素及应用前景。     

PHPMA/SiO2有机无机杂化材料的研究

以甲基丙烯酸p羟丙酯(HPMA)、正硅酸乙酯(TEOS)为原料，基于溶胶凝胶技术合成出聚甲基丙烯酸B羟丙酯PHPMA／SiO2均质透明有机无机杂化材料。采用气相色谱(GC)技术、紫外可见分光度技术研究TEOS与HPMA杂化机理。利用FT—IR和DSC技术对杂化材料进行表征。实验结果表明，HP—MA的活性羟基与TEOS的乙氧基间能够发生杂化反应，形成以Si—O--C链结合的有机无机杂化网络，这些有机无机杂化网络赋予了材料优异的力学性能和热学性能。根据实验结果预测了PHPMA／SiO2杂化材料网络模型。     

POSS/聚合物杂化材料研究进展

多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)作为一种特殊的纳米级有机-无机杂化材料,可以与聚合物进行分子级复合,得到具有特殊性能的POSS/聚合物杂化材料,这成为近年来材料科学领域的研究热点之一。从POSS/聚合物杂化材料制备方法出发,主要介绍了几类典型的POSS/聚合物杂化材料的结构和性能,并对POSS/聚合物杂化材料的应用前景进行了展望。