改性PLLA-碳纖維生物復(fù)合材料的研究.pdf

1、左旋聚乳酸(PLLA)以左旋乳酸為原料化學(xué)合成的一類聚合物，它是一種無(wú)毒、無(wú)刺激性、強(qiáng)度高、具有良好生物相容性、可完全生物降解。可再生和可加工成型的聚合物材料，在自然界的微生物、水、酸、堿等作用下可完全分解，最終生成二氧化碳和水，對(duì)人體無(wú)害無(wú)毒，廣泛應(yīng)用于手術(shù)縫合線和骨科固定材料等生物醫(yī)用材料。左旋聚乳酸基復(fù)合材料是骨修復(fù)領(lǐng)域中理想材料，其不僅可以滿足強(qiáng)度和降解方面的要求，還可以克服或避免二次手術(shù)帶來(lái)的危害。左旋聚乳酸自身親水性和機(jī)械性

2、能等方面的不足，為學(xué)術(shù)界帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)，改性左旋聚乳酸基復(fù)合材料是現(xiàn)今骨修復(fù)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。
　　納米羥基磷灰石(n-HA)——骨組織主要成分，具有良好的生物活性，能夠促進(jìn)骨組織修復(fù)。將左旋聚乳酸和納米羥基磷灰石用含有親水基團(tuán)的JMXRJ改性劑，通過(guò)溶液共混法，加強(qiáng)兩者親水性能和結(jié)合能力。以碳纖維為增強(qiáng)體，制備出碳纖維增強(qiáng)改性PLLA基復(fù)合材料。利用實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)配方，對(duì)改性PLLA的JMXRJ和n-HA含量對(duì)其性能的影響，通過(guò)紅外光

3、譜分析其化學(xué)結(jié)構(gòu);XRD分析其結(jié)晶行為;接觸角分析其親水性;DSC分析其熱性能;偏光顯微鏡觀察等溫結(jié)晶時(shí)晶球變化。利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中BP網(wǎng)絡(luò)模擬學(xué)習(xí)改性PLLA在不同降溫速率的結(jié)晶行為并預(yù)測(cè)其他降溫速率下的改性PLLA的DSC曲線，能夠減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到更優(yōu)的復(fù)合材料模壓成型工藝的理論指導(dǎo)，模壓成型工藝為在10MPa壓力下冷壓30min，以5℃/min的升溫速率將升溫到160℃，加壓保溫60min，再以5℃/min的降溫速率

4、降到95℃，再次加壓保溫30min，最后將溫度將到室溫，制備出碳纖維增強(qiáng)改性PLLA基復(fù)合材料，使其具有良好生物活性、可生物降解和高強(qiáng)度的特點(diǎn)，能夠成為滿足臨床骨修復(fù)要求的一種新型骨修復(fù)材料。將不同配方下的復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，選取滿足骨修復(fù)材料要求的最佳配方。
　　以模擬體液(SBF)為介質(zhì)，在環(huán)境溫度為37±1℃，對(duì)碳纖維增強(qiáng)改性PLLA基復(fù)合材料吸濕降解性能進(jìn)行12周的分析研究。結(jié)果表明n-HA粒子的加入抑制了PLLA降