碳納米管改性生物高分子材料的結構與性能研究.pdf

1、近年來，碳納米管所具有的獨特結構、化學組成和物理性能吸引了眾多領域的研究興趣，其中以生物醫(yī)學應用為目標的探索性研究正在迅速形成一個新的方向。本論文以碳納米管材料為核心，開展了三部分工作： 第一部分：選用三種不同類型的多壁碳納米管（未修飾的多壁碳納米管MWCNT，氨基修飾的多壁碳納米管MWCNT—NH2和羥基修飾的多壁碳納米管MWCNT—OH），借助超聲波的作用，將碳納米管均勻分散于ε—己內酯單體中，然后通過原位聚合的方法制備聚己

2、內酯/碳納米管復合材料。通過掃描電鏡（SEM）觀察了三種碳納米管的分散狀況和材料的斷裂形貌，然后對材料的熱學和力學性能進行了研究。結果表明，未修飾的多壁碳納米管復合的聚己內酯材料的力學性能得到較大的提高，在MWCNT的質量含量為0.3％時力學性能達到最好的效果，PCL/MWCNT復合材料的拉伸強度和斷裂伸長率分別是純聚己內酯的2倍和3倍，彈性模量也有相對的提高。雖然修飾過后的多壁碳納米管在基體中分散良好，兩相間有較好的相容性，但是力學性

3、能去沒有顯著改善。導致此現象的原因可能是由于碳納米管自身的吸波特性，經過修飾的兩種多壁碳納米管所具有的活性基團再次增強了碳納米管的反應活性，在和己內酯單體反應時過于劇烈，導致聚己內酯鏈段增長受阻，進而影響了復合材料的力學性能。 第二部分：在碳納米管穩(wěn)定分散的基礎上，利用溶液共混法分別將單壁碳納米管和多壁碳納米管引入到海藻酸鈉基質中，得到了單壁碳納米管復合的海藻酸鈉微球和多壁碳納米管復合的海藻酸鈉微球，并在此條件下載入難溶性小分子

4、藥物茶堿，制備出一種緩控制釋放的碳納米管雜化海藻酸鈉載藥微球。利用紅外光譜（FTIR）分析、流變性能測試和X射線衍射（XRD）等方法對碳納米管雜化微球的結構和性質進行測試表征，結果顯示碳納米管的加入對海藻酸鈉微球的強度有明顯提高；載藥過程中，雜化微球的藥物流失率較未經碳納米管雜化的微球有明顯的降低。使用MTT法進行了細胞毒性測試，初步證明碳納米管雜化的海藻酸鈉微球在可控的碳納米管含量下細胞毒性測試結果和純海藻酸鈉微球的測試結果相當。雜化

5、后的海藻酸鈉微球藥物包封率從76.5％提高到91.3％，釋放時間從4小時延長到10小時，在模擬胃液中釋放少，模擬腸液中釋放時間長且藥物釋放完全。 第三部分：利用Pluronic三嵌段聚合物一方面能夠在水溶液中有效的分散碳納米管，另一方面可以與α—CD形成超分子水凝膠的雙重作用，制備了一種均勻分散有單壁碳納米管的超分子水凝膠，以期研制成一種新型皮膚敷料。本課題通過各種凝膠的表征手段來研究此雜化凝膠的性質，X射線衍射（XRD）和傅里