1.有机硅水凝胶材料的制备及表面改性;2.含氟聚合物纳米纤维的电纺研究

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本论文第一部分是有机硅水凝胶材料的制备与表面改性研究,设计并合成了有机硅水凝胶材料并进行表面改性。首先,设计并通过多步反应合成了四种有机硅大单体分子,将有机硅大单体、亲水性单体以及自由基光引发剂混合组成聚合体系,在紫外光下照射固化制备一系列有机硅水凝胶材料。采用波长扫描法在紫外可见分光光度计上测试有机硅水凝胶材料的透光性能,通过拉伸法在万能力学试验仪上测试材料的力学性能,根据Fick第一定律采用自制装置测试材料的离子透过性,利用库仑法在透氧测试仪上测试有机硅水凝胶材料的透氧性。结果表明,有机硅水凝胶材料在可见光区的透光率大于92％,具有良好的透光性能,材料的折光率在1.38-1.43之间。有机硅水凝胶材料的拉伸强度在0.6 MPa-1.4 MPa之间,杨氏模量在0.6 MPa-1.2 MPa之间。有机硅水凝胶的折光率、拉伸强度和杨氏模量均随亲水单体含量的增大而降低。水凝胶材料的含水量在10％-60％之间,离子透过系数在10×10-6 mm2/min-60×10-6 mm2/min之间,材料的含水量和离子透过系数随亲水单体含量的增加而增大,在有机硅大单体中引入聚醚亲水基团能够增加有机硅水凝胶的含水量和离子透过系数。有机硅水凝胶材料的透氧系数在97-253barrel之间,且随着亲水单体含量的增大而降低。
　　其次,通过常压等离子体方法,在有机硅水凝胶材料表面分别引发2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC),N-乙烯基吡咯烷酮(NVP),甲基内烯酸聚乙二醇单甲醚(PEGMA)亲水单体接枝聚合,研究了材料表面的亲水性、抗蛋白沉积作用、血小板黏附行为,以及角膜上皮细胞黏附性能等。结果表明,表面改性后材料水接触角随接枝亲水单体溶液浓度的增大而降低,并最终趋于一稳定值,表面蛋白沉积量显著下降,材料的抗蛋白沉积性能、抗血小板黏附、抗角膜上皮细胞黏附性能显著提高。三种亲水单体对有机硅水凝胶材料表面改性的亲水性和抗蛋白沉积能力按NVP　　最后,通过浸提液比色法(MTT法)以及直接接触细胞培养法评价有机硅水凝胶材料对鼠成纤维细胞(L929)的细胞毒性,采用刺激与致敏试验方法研究了材料浸提液对兔眼刺激性。结果表明,有机硅水凝胶材料无细胞毒性,材料浸提液对兔眼无刺激,有机硅水凝胶材料具有良好的生物相容性。在此基础上进一步制备有机硅水凝胶角膜接触镜,研究材料的眼部组织相容性。结果表明,有机硅水凝胶角膜接触镜在兔眼部连续佩戴30天后,对眼部组织均不造成刺激及损伤。
　　论文第二部分是含氟聚合物纳米纤维的电纺研究。通过电纺方法制备偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)纳米纤维膜,采用常压等离子体引发PEGMA聚合接枝到PVDF-HFP纳米纤维膜表面以提高材料表面亲水性和抗蛋白污染能力。采用全反射红外光谱和X射线光电子能谱等方法研究改性前后PVDF-HFP纳米纤维膜表面化学组成和结构。通过测量材料表面的水接触角和蛋白吸附量研究表面接枝改性对材料表面亲水性和抗蛋白沉积性能的影响。结果表明,PEGMA成功接枝到PVDF-HFP纳米纤维膜表面,改性后纤维膜表面接触角从132°降为0°,表面蛋白沉积量显著下降。
　　最后,利用带相反电荷纳米纤维相互吸引的原理,通过共轭电纺法制备PVDF-HFP纳米纤维长丝束,采用扫描电子显微镜(SEM)研究了工艺条件对PVDF-HFP纳米纤维长丝束形态结构的影响。结果表明,长丝束由沿轴向取向排列的纳米纤维组成,聚合物溶液浓度对纳米纤维长丝束形态影响最大。力学实验结果表明,浓度为45％的PVDF-HF溶液制备的长丝束具有最大的拉伸强度和断裂伸长率。

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作者
孙复钱;
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作者单位

东南大学;

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授予单位东南大学;
学科材料科学与工程;生物材料与组织工程
授予学位博士
导师姓名李新松;
年度 2010
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类活性氧化硅与硅凝胶;
关键词
有机硅; 水凝胶; 表面改性; 电纺纤维; 纳米纤维;

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