聚氨酯-石墨烯納米復(fù)合材料形狀記憶性能和生物相容性研究.pdf

1、形狀記憶聚氨酯(SMPU)是一種具備形狀記憶功能的新型高分子材料，因其具備回復(fù)溫度寬廣、力學(xué)性能優(yōu)越、生物相容性良好等特點(diǎn)，在建筑材料、機(jī)械、生物醫(yī)藥和生活用品等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。目前對(duì) SMPU的研究主要集中在化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)與形狀記憶性能等方面，對(duì)于溫度變化下SMPU中軟段在石墨烯納米界面發(fā)生的可逆結(jié)晶對(duì)記憶響應(yīng)的影響研究甚少。
　　本課題首先制備了硬段含量相同而軟段分子量不同的SMPU，并對(duì)其結(jié)晶行為、力學(xué)性能以及形狀記憶性能進(jìn)行

2、了研究。為了進(jìn)一步提高其形狀固定率和形狀回復(fù)率，采用原位聚合的方法加入了不同含量的石墨烯，制備了石墨烯誘導(dǎo)SMPU軟段PCL附生結(jié)晶的納米復(fù)合形狀記憶材料。研究了樣品在不同等溫退火時(shí)間、溫度以及不同石墨烯含量下結(jié)晶行為、形狀固定率和形狀回復(fù)率的變化。在生物相容性方面，本課題將大鼠心肌細(xì)胞和宮頸癌細(xì)胞置于 SMPU薄膜上分別進(jìn)行培養(yǎng)，研究了兩種細(xì)胞的粘附、增殖和蛋白分泌等生物現(xiàn)象。
　　綜合本論文工作，所取得的研究成果有：
　

3、?。?）硬段含量相同時(shí)，結(jié)晶度隨軟段分子量的增加而提高，形狀固定率和形狀回復(fù)率也逐漸增大，在相同拉伸倍率下，拉伸強(qiáng)度隨軟段分子量的提高先增加隨后下降，當(dāng)分子量為4000時(shí)達(dá)到最大。
　?。?）成功制備了 SMPU/石墨烯納米復(fù)合材料，并通過(guò)調(diào)控等溫結(jié)晶條件誘導(dǎo)軟段 PCL在石墨烯表面產(chǎn)生附生結(jié)晶，使復(fù)合材料的形狀固定率和形狀回復(fù)率得到較大程度的提高。在等溫結(jié)晶溫度不超過(guò)28℃時(shí)，隨著溫度升高，復(fù)合材料的總結(jié)晶度逐漸增大，形狀固定率

4、和形狀回復(fù)率也隨之逐漸提高；當(dāng)?shù)葴亟Y(jié)晶溫度在28℃時(shí)，復(fù)合材料附生結(jié)晶現(xiàn)象最為明顯，總結(jié)晶度達(dá)到31.1％，形狀固定率和形狀回復(fù)率分別達(dá)到96.5%和97%；在總結(jié)晶度相同條件下，附生結(jié)晶現(xiàn)象越強(qiáng)，復(fù)合材料的形狀固定率和形狀回復(fù)率隨越高。當(dāng)石墨烯含量為1%時(shí)，復(fù)合材料產(chǎn)生的附生結(jié)晶現(xiàn)象最為明顯，形狀固定率和形狀回復(fù)率相比純SMPU（分別為81.8%和91.3%）提高了14.3%和6.5%。
　?。?）通過(guò)對(duì)兩種細(xì)胞的培養(yǎng)和觀察，發(fā)