亲水性聚氨酯复合材料的制备与表征.pdfVIP

刘浩怀 等：亲水性聚氨酯复合材料的制备与表征 亲水性聚氨酯复合材料的制备与表征 刘浩怀 ，张建华 ，许庆陵 ，张 利 ，李玉宝 (1．广州大学 化学化工学院，分析测试 中心，广东 广州 510006； 2．四川大学 纳米生物材料研究中心，分析测试中心，四川 成都 610064) 摘 要： 选用湿态纳米羟基磷灰石(HA)与脂肪族聚 HA为原料制备纳米 HA／PU复合材料 。同时，为了 氨酯 (PU)为原料 ，采用溶液共混法和溶剂挥发法制备 拓宽聚氨酯在亲水性医用材料方面的应用，本文在制 了亲水性羟基磷灰石 ／聚氨酯 (HA／PU)纳米复合材 备聚氨酯的原料 中引入 了亲水性较强 的聚乙二醇 ，研 料 ，并采用 SEM、吸水实验和力学实验等方法对该复 究了聚乙二醇的加入对复合材料亲水性和力学性能的 合材料 的形貌和性能进行 了研究。结果表 明磷灰石晶 影响。 体 以纳米状态均匀地分布在 PU 基质 中，过 高含量的 2 材料和方法 纳米 HA 易使纳米粒子 团聚，不利于其在 PU基体 中 的均匀分散 ；在制备 PU 的多元醇原料 中引入亲水性 2．1 原材料 较强的聚 乙二醇，可提高PU表面和整体的亲水性；随 辛酸亚锡，4，4’。亚甲基二环己基二异氰酸酯 (H 着硬段含量的增加 ，复合材料 的拉伸强度和弹性模量 MDI)为北京百灵威化学技术有限公司进 口分装 。聚 呈上升趋势 ，断裂伸长率下降；随着软段 中聚 乙二醇含 乙二醇 (PEG，分子量 2000)，1，4一丁二醇 (BDO)为分析 量 的升高，弹性模量大幅下降，拉伸强度和断裂伸长率 纯 ，蓖麻油 (CO)为化学纯 ，丙酮和 N，N--甲基甲酰胺 先升高后下降；纳米 HA 的添加可同时提高复合材料 (DMF)溶剂为分析纯，均为成都科龙化工试剂厂产 口 的拉伸强度和断裂伸长率 ，当纳米 HA 的质量分数为 I：II：lo ． 3O9／6时，复合材料的综合力学性能达到最佳 。 2．2 HA 的预处理 关键词： 聚氨酯；亲水性；纳米羟基磷灰石；复合材 按照李玉宝等 的水热合成方法制备纳米羟基磷 料 ；聚乙二醇 灰石 ，离心洗涤至 pH呈中性，制得纳米 HA原浆液备 中图分类号： R318 文献标识码：A 用 。在一定量 的纳米 HA浆液 中加入 DMF，搅拌，将 文章编号 ：1001—9731(2011】12—2229-04 温度升至 100℃。随着水 的排 出，逐步加入 DMF，当 水完全排 出后，将溶液冷却至室温 ，得到 HA 的DMF 1 引 言 浆料。 可降解有机高分子材料和无机生物活性材料所形 2．3 HA／PU 纳米复合材料的制备 成的复合材料，模仿了自然骨的组成和结构，为获得结 实验采用溶液共混法和溶剂挥发法制备 HA／PU 构和性质类似于人体组织并具有 良好组织相容性的骨 纳米复合材料。首先在三 口烧瓶 中加入定量的PEG 修复材料开辟 了新途径_1]。经过近半世纪在医学领 和CO，升温至 75℃在氮气保护下按计量加入 H。MDI 域的应用 ，聚氨酯 (PU)材料 以其优异 的力学强度 、生 和辛酸亚锡 。恒温反应 3．5h后 降温至 5O℃，加入少 物相容性、可加工性和可降解性等优点成为了最受欢 量丙酮将预聚物分散均匀 ，再滴加计量的BDO。反应 迎的生物材料之