钙磷陶瓷/硅橡胶复合材料的形貌和短期体外试验研究

目的制备钙磷陶瓷／硅橡胶复合材料,对材料进行形貌分析和短期体外试验,了解其微观结构和生物安全性。方法按共混法制备种类和份数不同的两种钙磷陶瓷／硅橡胶复合材料：羟基磷灰石／硅橡胶、磷酸三钙／硅橡胶复合材料,以扫描电镜对复合材料进行形貌分析,参照ISO和国家标准对复合材料进行溶血试验、急性全身毒性试验等短期体外试验,对数据进行统计学分析。结果复合材料中陶瓷材料呈均相分布,并形成裂隙;各复合材料溶血率〈5％,急性毒性试验、致敏试验、皮内试验均为阴性。结论各复合材料的形貌较纯硅橡胶发生改变,短期体外试验表明材料安全可靠。     

双相生物陶瓷/硅橡胶复合材料的各项生物力学性能检测

目的对新型钙磷类活性材料——双相生物陶瓷（BCP）与硅橡胶（SR）的复合物进行硬度、生物力学性能测定与分析,筛选出二者最佳的复合质量配比,进行下一步生物学评价。方法对不同比例（30-BCP、50-BCP、70-BCP）的双相生物陶瓷／硅橡胶复合物按国家标准（GB／T528）要求对其进行硬度（邵氏A）、抗拉强度、弹性模量、屈服强度、断裂伸长率、断裂强度测定,对其机械性能加以评价,并进行统计学分析。结果随着硅橡胶内双相生物陶瓷含量的增加,硅橡胶的硬度逐渐提高,各项机械性能逐渐下降。结论双相生物陶瓷／硅橡胶复合材料中BCP含量为30～50份时,机械性能与纯硅橡胶相当,而BCP含量为50份以上时性能下降明显,不宜用于体内填充。     

两种生物陶瓷与硅橡胶复合材料的制备及物理性状比较

目的按照不同配比制备适合组织填充的新型双相生物陶瓷硅橡胶复合材料和羟基磷灰石/硅橡胶复合材料,并对材料物理性状进行观察。方法共混法制备不同配比的双相生物陶瓷/硅橡胶材料和羟基磷灰石/硅橡胶复合材料,检测双相生物陶瓷颗粒粒径并与羟基磷灰石颗粒进行对比,对复合材料进行扫描电镜观察。结果制备出了双相生物陶瓷质量配比30、50、70份的复合材料,通过观察,参照物羟基磷灰石颗粒平均粒度40.28μm,双相生物陶瓷颗粒平均粒度为52.28μm。结论双相生物陶瓷颗粒在复合材料内大部分粒径完整,分布均匀,作为生物软组织填充的理想赝复材料,可进行下一步检测。     

羟基磷灰石/硅橡胶复合材料的制备及机械性能检测

目的制备可用于外科软组织填充的羟基磷灰石/硅橡胶复合材料,并对其机械性能进行测定与分析,寻求最适当的材料配比,以进行下一步生物学检测.方法按共混法制备不同比例的羟基磷灰石/硅橡胶复合物,按国家标准要求对其进行扯断强度、扯断伸长率、永久变形率(3 min)、撕裂强度、硬度(邵氏A)测定,对其机械性能加以评价,并进行统计学分析.结果随着硅橡胶内羟基磷灰石含量的增加,硅橡胶的硬度逐渐提高,各项机械性能逐渐下降.结论当羟基磷灰石比例为30～50份时,机械性能与纯硅橡胶相当,而70份以上则性能下降,不能用于填充.     

R-SMA增强的室温硫化硅橡胶的制备及力学性能

目的研究苯乙烯-马来酸酐无规共聚物(R-SMA)增强的室温硫化硅橡胶的制备方法及力学性能。方法以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,使苯乙烯(St)和马来酸酐(M a)在α,ω-羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)中无规共聚,得到宏观上稳定的PDMS/R-SMA共混物。在该共混物中加入过量的甲基三乙氧基硅烷(MTES)对其进行室温硫化,得到R-SMA增强的室温硫化硅橡胶,并测定其力学性能。结果当PDMS/St=70/30(w/w),St/M a=96.5/3.5(w/w),BPO用量为单体总量的0.08 wt%,反应时间为5 h时,目标硅橡胶的力学性能最佳,其拉伸强度可达到2.162 MPa,断裂伸长率为332.7%。结论目标硅橡胶的力学性能明显优于未增强的PDMS弹性体,R-SMA组分的存在起到了明显的增强效果。     

杂化材料的制备、性能及应用

较详细地介绍了杂化材料的概念及其制备方法、性能和应用。重点是有机高分子－无机杂化材料的制备、性能及应用。     

新型含锆硅炔陶瓷材料的制备与性能

以甲基氢二氯硅烷（MeHSiCl₂）、正丁基锂（n-BuLi）、三氯乙烯（HClCC=Cl₂）与四氢铝锂（LiAlH₄）为原料制备主链含H-Si-C≡C的硅炔聚合物（HS）,将硅源与锆源（HG）进行共混,制备了一种新型复合陶瓷前驱体（GP）。采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和核磁共振（NMR）对HS结构进行表征;利用FT-IR、差示扫描量热分析（DSC）与热失重分析（TGA）分别探讨GP固化行为及其耐热性能;通过X射线衍射（XRD）与激光显微拉曼光谱（Raman）等研究GP的陶瓷化性能。结果表明,GP具有优良的热稳定性能与陶瓷化性能,在1 600℃氩气气氛下保温3 h可得到ZrC-ZrO₂-SiC复相陶瓷,质量保留率达到75.64%。     

碳纤维复合材料对高尔夫球杆阻尼性能的影响因素

采用实验室自制的双组分聚氨酯基体树脂与T700碳纤维共聚制备了一系列聚氨酯基碳纤维复合材料薄板,并对其进行了静态和动态热力学性能测试。结果表明:当形变量小于0.5%及形变速率小于0.4%/s时,材料的阻尼性能不发生明显变化;碳纤维取向角度对阻尼性能有明显影响,随取向角度增大,阻尼性能下降。将实验测试结果与理论模型计算结果对比,发现两者基本吻合,为采用聚氨酯基碳纤维复合材料制备高尔夫球杆的计算提供数据参考。     

新型氧化锆增强的二硅酸锂陶瓷与传统二硅酸锂陶瓷的机械性能对比

目的:基于微观结构和元素组成比较热压铸二硅酸锂玻璃陶瓷(IP)、可切削二硅酸锂陶瓷(IC)以及氧化锆增强的二硅酸锂陶瓷(VS)的机械性能。方法:分别测定3种陶瓷的抗弯强度和硬度,分析元素组成;酸蚀后利用扫描电子显微镜(SEM)观测其晶体形貌,并进行对比分析。结果:VS组抗弯强度、硬度均高于IP和IC组(均P<0.05),IP组的强度和硬度与IC组之间没有统计学差异(均P>0.05)。电子能谱分析结果显示,VS组Zr含量明显高于IP组和IC组。SEM显示IP组酸蚀后表面露出针状晶粒,在3组中晶粒尺寸最大;VS组晶粒尺寸最小。结论:氧化锆增强的二硅酸锂玻璃陶瓷抗弯强度和硬度高于热压铸陶瓷和可切削陶瓷。     

碳酸钡-聚苯胺复合材料的制备及吸波性能

采用溶胶-凝胶法和原位聚合法制备纳米钛酸钡（BaTiO3）和钛酸钡-聚苯胺（BaTiO3-PANI）复合材料。通过X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和矢量网络分析(PNA)等测试手段对材料的物相、结构和吸波性能进行了表征和分析。结果表明：制备出的样品分别为四方晶相的纳米BaTiO3和BaTiO3-PANI复合材料。在0~6 000 MHz,BaTiO3-PANI复合材料的吸波性能较纯PANI有了很大的提高。当m(BaTiO3)/m(PANI)=4.0,吸收厚度为3 mm时,BaTiO3-PANI复合材料的吸波性能最佳,其最大吸收峰值为-14.4 dB,-5 dB频宽为1 114 MHz。     

纳米二氧化硅补强硅橡胶的结构及性能

气相法制备的纳米二氧化硅是补强高温硫化硅橡胶的最好填料。研究了纳米二氧化硅的结构及分散性对硅橡胶结构及性能的影响。结果表明：分散成100～200nm尺度的二氧化硅聚集体对硅橡胶具有良好的补强作用。未经表面改性的纳米二氧化硅，m（SiO2）：m（生胶）=0．35～0．40时对硅橡胶的补强作用效果最佳。硅橡胶中加入纳米二氧化硅粉体，形成了以二氧化硅为晶核的微晶区，增加了物理交联点，更易发生结晶。     

碳纳米管改性硅橡胶的电学特性

用碳纳米管(CNT)填充硅橡胶制备了碳纳米管/硅橡胶复合材料,并研究了复合材料的电学特性。结果表明:随着碳纳米管含量的增加,复合材料的电阻率急剧下降,当wCNT=0.075时,电阻率下降了约10个数量级。随着拉力增大,复合材料的力敏效应增大。复合材料存在明显的弛豫现象:拉力越大,电阻率的弛豫时间越长;碳纳米管含量越大,复合材料的弛豫现象越不明显,可以用R(t)=(R0-R∞)exp(t/τ) R∞来描述复合材料的弛豫过程。     

硅炔杂化树脂改性有机硅树脂及其复合材料的性能

用一种硅炔杂化树脂聚（甲基硅烷-二乙炔基苯）（PSP）改性有机硅树脂（HS）,通过FT-IR和TGA研究了树脂体系的固化反应及耐热性,并对制备的复合材料进行力学性能、耐热性能和介电性能研究。结果表明：当HS与PSP的质量比为5∶5时综合性能最优,树脂体系在氮气氛围下质量损失5％时的温度(Td5)为691 °C,1 000 °C时质量保留率为88%;HS-PSP树脂短切玻纤复合材料冲击强度为21 kJ/m2,弯曲强度为65 MPa,200 °C时的弯曲强度高温保留率为78%,介电常数为4.6,介电损耗因数为7.9×10-3,体积电阻为6.7×1013 Ω。改性后的复合材料具有优异的力学、耐热和介电性能。     

Comparison of Mechanical Properties of Cosmesil MS11 and A-2186 Maxillofacial Silicone Elastomers

objective The purpose of this study was to evaluate the mechanical properties of silicone elastomer Cosmesil M511 compared with those of silicone elastomer A-2186. Methods Specimens of the two materials were prepared using dry-heat technique according to manufacturer＇s instructions. Hardness, tensile strength, ultimate elongation, tear strength and bond strength to acrylic resin were examined for each material. These properties were selected because of their clinic significance for fabrication and maintenance of a facial prosthesis. Results Cosmesil M511 had a significantly higher ultimate elongation in comparison with A-2186 （p〈0.01）, whereas, tear strength and hardness were significantly higher in A-2186 group as compared with Cosmesil M511 group （p〈0.01）. There was no significant difference （p〉0.01） between two groups of tensile strength and bond strength to acrylic resin. Conclusion Cosmesil M511 is probably more promising than A-2186 in fabricating composite maxiUofacial prosthesis retained with implants and restoring defects with a deep undercut.     

The Test of the Mechanical Properties of SY-28, SY-20 and MDX-4-4210 Silicone Elastomers

Objective The purpose of this study is to evaluate the physical and mechanical properties of SY-28 （Shore-A hardness being 28） and SY-20 （Shore-A hardness being 20） silicone elastomers and to compared with those of MDX - 4-42 10 in accordance with the American National Standards. Methods 5 test specimens of each silicone elastomer were prepared, then the major mechanical properties of the elastomer were tested and measured The properties tested were selected because of their clinical significance for fabricating a facial prosthesis. Results The ultimate elongation tear strength and Shore-A hardness of SY-28 were better than those of MDX-4-42 10 material. The tensile strength of SY-28 was similar to that of MDX-4-4210 material. The Shore-A hardness of SY-20 silicone elastomer was superior to that of MDX-4-4210 material. The tensile strength, ultimate elongation and tear strength were similar to those of MDX4-4-210 material. Conclusion Based on the present study, it appears that SY-28 and SY-20 silicone elastomers are suitable for use in fabricating of clinical prostheses. An improvement in the predictability of the mechanical behavior of SY-28 and SY-20 would further enhance the value of the material.     

橡胶木粉填充LLDPE复合材料的结构和力学性能

用橡胶木粉填充线性低密度聚乙烯(LLDPE)，研究了酸、碱溶液预处理木粉的效果和硅烷偶联荆(KH-570)、MMA接枝的天然橡胶胶乳(MGL-30)两种改性剂对橡胶木粉表面改性的效果，以及未粉粒径和填充量等对木粉／LLDPE复合材料力学性能的影响，并用SEM对复合材料拉伸断面的形态结构进行了分析。结果表明：木粉的拉径、木粉填充量和改性荆用量对复合材料的力学性能有较大的影响，经碱溶液预处理再用改性荆改性后的木粉能有效地改善木粉与LLDPE的界面粘结强度，提高橡胶木粉／LLDPE复合材料的力学性能。     

丙烯酸酯橡胶/硫酸铜配位交联复合材料的制备与性能表征

采用溶液球磨法直接制备丙烯酸酯橡胶（AR）/硫酸铜复合材料,在180℃热压下实现AR与CuSO₄的配位作用。球磨后CuSO₄粒径大幅减小且分布变窄,粒径平均峰值从9.88 μm减小到1.03 μm。采用电子顺磁共振波谱（ESR）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见吸收光谱（UV-vis）、动态力学分析（DMA）、扫描电子显微镜（SEM）等手段对复合材料进行表征。结果表明,溶液球磨法制备的w（CuSO₄）=2.9%的复合材料较传统方法制备的w（CuSO₄）=4.8%复合材料,CuSO₄的添加量减少了40%,但拉伸强度提高了120%。SEM分析结果表明溶液球磨法制备的复合材料中CuSO₄的粒径和分布情况均得到显著改善;ESR、XPS谱图证明了AR与CuSO₄之间发生配位作用;DMA结果表明：由于配位作用,复合材料较AR呈现出刚性的特点。     

溴氯化丁基橡胶的制备与性能

以丁基橡胶（IIR）为原料,在非啮合反向双螺杆挤出机中制备了氯化丁基橡胶(CIIR),在80 ℃下用液溴溴化CIIR正己烷溶液获得溴氯化丁基橡胶(BCIIR)。用1H NMR、热重分析仪和无转子硫化仪对卤化丁基橡胶的结构、热稳定性和硫化性能进行了研究。结果表明,氯化挤出制备了w(Cl)=1.1%的CIIR,当氯化挤出温度为100～110 ℃时,有利于生成仲位氯代烯丙基结构,CIIR中尚余少量异戊二烯结构。BCIIR中w(Br)为0.2%~0.8%,并随液溴加入量的增加而提高。CIIR的溴化会导致橡胶的重均分子量和不饱和度下降,但不饱和度仍可保持在1.2%左右。CIIR溴化后热稳定性提高,BCIIR的热分解温度高于CIIR,并随溴质量分数的增加而进一步升高;BCIIR的硫化速度明显加快,比CIIR提高了5％,比IIR提高了14%。