论文摘要
利用有机模板调控作用,在有机溶液中合成不同种类的晶型、不同尺寸和形貌的无机纳米颗粒,最终制备出具有不同性能的各种有机-无机复合材料的研究一直非常活跃。通过不同有机高分子的有效调控,不仅可以制备出可控晶型的无机材料,而且可以合成各种具有特殊性能的复合材料,大大提高或增强了复合材料的整体性能,对于许多新材料的发展起到很大的促进作用。在生物材料的研究领域,人们总是想方设法的模拟自然界生物个体的形成和生长环境,研究和开发各种新型仿生材料用于临床的治疗和修复。其中,敏感性复合凝胶独特的三维贯通网络结构（interpenetrating network, IPN）有极大的装载能力和渗透性,通常被选作为新型的药物载体材料和矿化基质材料,因此,敏感性复合水凝胶和生物矿化机理的研究越来越被人们所关注。此外,在结构和性能上,很多敏感性复合水凝胶与人体某些部位极为相似而被广泛研究。常见的有胶原-羟基磷灰石（Collagen-HA）组织引导再生材料、作关节软骨和韧带用的聚乙烯醇（PVA）基水凝胶、用于人工眼角膜的聚乙烯醇-羟基磷灰石（PVA-HA）复合凝胶膜等。本论文首先研究了在PVA模板中通过自由基引发聚合反应聚合丙烯酸单体,并经化学和物理交联后形成的聚乙烯醇-聚丙烯酸复合水凝胶（PVA-PAA）的结构、溶胀性能、pH敏感性、热性能等。然后,在水凝胶的研究基础之上,改变合成工艺参数,引入钙/磷离子,用原位复合凝胶的方法制备了聚乙烯醇-聚丙烯酸-羟基磷灰石（PVA-PAA-HA）纳米复合材料。该复合材料具有矿物相粒度和形貌可调、分散均匀以及力学性能较高等优点,该合成方法可望广泛应用于其他复合材料的制备中。并借助傅立叶红外转换（FTIR）、X-射线粉晶衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、差热分析（DSC）、透射电子显微镜（TEM）、抗压强度等分析手段研究了:（1）复合材料中非离子型聚合物（PVA）和离子型聚合物（PAA）的官能团对HA晶核的生长抑制作用;（2）块体复合材料中有机模板的形貌和结构;（3）PVA、PAA和HA三种成份对复合材料的影响因素;（4）复合材料中有机网络结构的形成、无机相的矿化以及有机基体形貌和结构的揭示等一系列过程的机理。分析结果表明,新型的原位复合凝胶的方法可有效改善有机-无机复合材料的结构和性能,还可用于制备贯穿多孔结构的有机-无机支架材料。通过材料挑选和实验参数的优化,可将该方法广泛地应用到各领域的制备复合材料工艺中,合成出能性能更加优良的纳米复合材料。
论文目录
中文摘要英文摘要第一章 绪论1.1 研究背景介绍1.2 本论文的研究思路和内容1.2.1 复合水凝胶的结构1.2.2 互穿网络结构的聚乙烯醇/聚丙烯酸复合水凝胶的结构和性能1.2.3 纳米羟基磷灰石的合成方法1.2.4 本论文的研究内容参考文献第二章 互穿网络结构的聚乙烯醇/聚丙烯酸复合水凝胶（IPN PVA-PAA）的合成和性能表征2.1 IPN PVA-PAA 复合水凝胶的合成2.2 IPN PVA-PAA 复合水凝胶的表征2.2.1 IPN PVA-PAA 复合水凝胶的溶胀性能测试2.2.2 IPN PVA-PAA 复合水凝胶的pH 敏感性2.2.3 IPN PVA-PAA 复合水凝胶的FTIR 结果分析2.2.4 IPN PVA-PAA 复合水凝胶的XRD 结果分析2.2.5 IPN PVA-PAA 复合水凝胶的断口SEM 形貌观察2.2.6 IPN PVA-PAA 复合水凝胶的DSC 分析本章小结参考文献第三章：以PVA-PAA 作为有机模板原位合成纳米羟基磷灰石制备聚乙烯醇/聚丙烯酸/羟基磷灰石（PVA-PAA-HA）纳米复合材料及其性能表征3.1 不同HA%的PVA-PAA-HA 纳米复合材料的合成和性能表征3.1.1 材料制备3.1.2 材料的表征3.1.2.1 不同HA%的PVA-PAA-HA 纳米复合材料的XRD 结果分析3.1.2.2 不同HA%的PVA-PAA-HA 纳米复合材料的FTIR 结果分析3.1.2.3 不同HA%的PVA-PAA-HA 纳米复合材料的溶胀行为曲线3.1.2.4 不同HA%的PVA-PAA-HA 纳米复合材料的形貌研究3.1.2.5 不同HA%的PVA-PAA-HA 纳米复合材料应力-应变曲线3.2 高HA%的PVA-PAA-HA 纳米复合材料形貌和热性能研究3.2.1 PVA-PAA-HA 纳米复合材料（HA%＝50%）中HA 颗粒形貌观察3.2.2 PVA-PAA-HA 纳米复合材料（HA%＝50%）中HA 颗粒的热稳定性3.2.3 PVA-PAA-HA 纳米复合材料（HA%＝50%）的热性能分析本章小结参考文献第四章：影响因素及机理探讨4.1 PVA 对HA 晶体生长及对PVA-HA 复合材料的性能影响4.1.1 PVA-HA 复合材料中PVA％对HA 结晶性的影响4.1.2 PVA-HA 复合材料中PVA％对复合材料力学性能的影响4.1.3 PVA-HA 复合材料中PVA％对复合材料溶胀行为的影响4.2 AA％对HA 晶体的抑制效果以及对PVA-PAA-HA 纳米复合材料的性能影响4.2.1 不同AA％对PVA-PAA-HA 纳米复合材料中HA 晶体的影响4.2.2 不同AA％对PVA-PAA-HA 纳米复合材料力学性能的影响4.2.3 不同AA％对PVA-PAA-HA 纳米复合材料溶胀行为的影响4.3 PVA/AA 重量比对 HA 生长的共同抑制效果以及对 PVA-PAA-HA 纳米复合材料的性能影响4.3.1 不同PVA/AA重量比对PVA-PAA-HA纳米复合材料中HA颗粒结晶性能的影响4.3.2 不同PVA/AA 重量比对PVA-PAA-HA 纳米复合材料的力学性能影响4.3.3 不同PVA/AA 重量比对PVA-PAA-HA 纳米复合材料溶胀行为的影响4.4 机理探讨4.4.1 IPN PVA-PAA 二元复合水凝胶的形成机理研究4.4.2 PVA-PAA-HA 纳米复合材料中有机模板对HA 的调控机理研究本章小结参考文献全文总结有待继续深入研究的内容附录一：在读期间发表及完成的论文致谢
相关论文文献
标签：敏感性水凝胶论文; 生物矿化论文; 模板调控论文; 有机无机复合材料论文;
