骨折內(nèi)固定用復(fù)合材料的性能控制及溶脹-降解行為研究.pdf

1、采用定向干燥技術(shù)獲得了性能良好的明膠材料,其力學(xué)性能受戊二醛、明膠和甘油濃度的影響,其中戊二醛濃度的影響最為顯著.首次采用了蒸汽交聯(lián)對(duì)明膠材料進(jìn)行交聯(lián),由此可獲得具有梯度結(jié)構(gòu)的明膠材料,所得材料的交聯(lián)度及其梯度取決于交聯(lián)時(shí)間和蒸汽溫度.采用溶液澆注或浸漬的方法獲得了連續(xù)長(zhǎng)碳纖維、短碳纖維、平面紡織碳纖維和碳纖維氈增強(qiáng)明膠(C/Gel)復(fù)合材料.研究了纖維體積分?jǐn)?shù)、甘油濃度、明膠濃度等與溶液交聯(lián)C/Gel復(fù)合材料力學(xué)性能的關(guān)系.在纖維體積

2、分?jǐn)?shù)相同的條件下,蒸汽交聯(lián)C/Gel復(fù)合材料力學(xué)性能(除應(yīng)變外)明顯高于溶液交聯(lián)C/Gel復(fù)合材料,這主要是由于蒸汽并聯(lián)可獲得更高的并聯(lián)度.對(duì)明膠溶脹特性的研究表明,隨交聯(lián)度增加,明膠材料的溶脹速率和平衡溶脹度均明顯下降.研究表明,碳纖維的硝酸表面氧化處理使C/PLA復(fù)合材料的界面結(jié)合強(qiáng)度大幅度增加,復(fù)合材料的宏觀力學(xué)性能(沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量和平面剪切強(qiáng)度)也有一定提高.空氣氧化處理雖可使C/PLA復(fù)合材料的界面結(jié)合強(qiáng)度和力學(xué)

3、性能提高,但其程度不及硝酸處理.XPS分析表明,在復(fù)合過(guò)程中,碳纖維與PLA基體間發(fā)生了界面化學(xué)反應(yīng).該文還對(duì)PLA材料的降解行為進(jìn)行了研究,主要研究了降解過(guò)程中分子量、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、質(zhì)量損失、吸水率和力學(xué)性能隨降解時(shí)間的變化.在體外降解過(guò)程中,PLA的吸水率隨降解時(shí)間的延長(zhǎng)而快速增加,但PLA的分子量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度隨降解時(shí)間的延長(zhǎng)而降低;XRD和DSC分析表明,降解過(guò)程中PLA未發(fā)生晶化現(xiàn)象,PLA的水解機(jī)制為主鏈的隨機(jī)斷裂過(guò)程.