聚乙烯-硫酸鋇納米復(fù)合材料的制備和表征.pdf

1、T型含銅節(jié)育器(T-IUD),用聚乙烯做支架,橫臂兩側(cè)的銅套為有效Cu2+釋放源,避孕效果較好,預(yù)期可放置5-10年。而T-IUD放置位置正常與否與避孕效果密切相關(guān)。目前臨床應(yīng)用的檢查方法為X射線透視檢查。為此,要求聚乙烯支架在X光照射下顯影,但聚乙烯本身是X光不顯影的。臨床上用于消化道檢查的鋇餐化學(xué)成分是硫酸鋇,具有X光顯影特性。因為它不溶于水和脂質(zhì),所以不會被胃腸道黏膜吸收,對人體沒有毒性。因此將硫酸鋇添加到聚乙烯中可制備出X光顯影

2、的復(fù)合材料。但這種復(fù)合材料由于大量的添加BaSO4無機(jī)填料,在臨床應(yīng)用中出現(xiàn)材料塑性降低,T型支架易斷裂,造成T型含銅節(jié)育器失效,為解決臨床應(yīng)用中的問題對聚乙烯/硫酸鋇納米復(fù)合材料進(jìn)行了一系列的研究。
　　 本文運(yùn)用熔融共混的方法制備了可X光顯影的聚乙烯(PE)/納米硫酸鋇(BaSO4)復(fù)合材料。首先是針對納米BaSO4易團(tuán)聚以及與聚乙烯基體樹脂結(jié)合性差的問題,分別用硬脂酸和鋁酸酯偶聯(lián)劑對納米BaSO4進(jìn)行了表面改性(改性后的納

3、米BaSO4分別用SA—BaSO4、AL-BaSO4表示)；重點研究了改性納米BaSO4在聚乙烯基體中的分布情況,及其對復(fù)合材料力學(xué)性能和熱性能的影響,并對復(fù)合材料進(jìn)行了加速老化性能研究。運(yùn)用X射線衍射(XRD)、傅立葉紅外光譜分析(FT-IR)、掃描電鏡(SEM)、熱重分析儀(TG)以及萬能拉伸試驗等手段對復(fù)合材料進(jìn)行了表征,結(jié)果表明:
　　 1、用EDTA絡(luò)合法,在反應(yīng)溫度為45℃,溶液pH為6,BaCl2溶液、Na2H2Y

4、溶液、NaSO4溶液濃度比為1:1:1的條件下,制備的納米BaSO4為約50納米的球形顆粒。
　　 2、硬脂酸以物理吸附為主吸附在納米BaSO4顆粒的表面,而鋁酸酯偶聯(lián)劑則與納米BaSO4表面基團(tuán)發(fā)生了化學(xué)鍵和。因此,鋁酸酯偶聯(lián)劑改性效果優(yōu)于硬脂酸。其最佳改性條件為:鋁酸酯偶聯(lián)劑用量為納米BaSO4的1.0wt％,反應(yīng)溫度為80℃。
　　 3、復(fù)合材料的斷面形態(tài)顯示,納米BaSO4顆粒與基體緊密結(jié)合,PE/AL-BaSO

5、4體系中納米BaSO4分散性較好且平均粒徑小于100nm。與PE/SA-BaSO4復(fù)合材料的力學(xué)性能相比,PE/AL-BaSO4體系復(fù)合材料的力學(xué)性能較佳,拉伸強(qiáng)度為11.87MPa,彎曲強(qiáng)度為6.61MPa,斷裂伸長率為66.78％。
　　 4、PE/AL-BaSO4復(fù)合材料的加速老化試驗表明,力學(xué)性能與老化前相比僅稍微降低,拉伸強(qiáng)度僅下降5.15％,斷裂伸長率僅下降12-15％。老化后產(chǎn)品的力學(xué)性能仍能滿足臨床應(yīng)用產(chǎn)品的力學(xué)