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新型高吸水性材料的制备、表征及其抗凝血性研究

刘平生  
【摘要】: 基于层状无机物与聚合物基体的插层、复合以及纳米改性理论,本文将蒙脱土(MMT)引入到高吸水性树脂基体中,先后以丙烯酸分别与有机蒙脱土、钠基蒙脱土为主要原料,成功合成了新型的聚丙烯酸/蒙脱土纳米改性高吸水性树脂。系统地讨论各影响因素对复合吸水性树脂吸水(吸盐水)能力的影响,并通过傅立叶变换红外(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等物理手段来表征复合高吸水性树脂的结构、表面形貌等性能。研究结果表明:在聚合的过程中,蒙脱土与丙烯酸单体之间发生了反应;在聚合后,其片层已基本剥离,在树脂中达到了纳米级分散;适量蒙脱土的加入使高吸水材料的吸水性能、抗盐水性能得到了很大提高。 为了改善高吸水性树脂亲水基团的密度,同时以废塑料资源化再利用为目的,将刚性、疏水的聚苯乙烯引入到高吸水性树脂中,成功制备了废旧聚苯乙烯泡沫/丙烯酸/蒙脱土高吸水性树脂,并对所制备的高吸水性树脂的各项性能、吸水倍率的诸影响因素进行了系统讨论研究,同时也通过FTIR、XRD、SEM、热重分析(TGA)等物理手段来表征复合高吸水性树脂的结构、表面形貌、热力学稳定性等性能。实验结果表明,蒙脱土片层在聚合的过程中发生剥离,在聚合物中达到纳米级分散;蒙脱土的加入,不仅提高了高吸水性树脂的吸水性能,而且还提高了其热稳定性以及高温下的保水率;聚苯乙烯疏水刚性链的引入,降低了高吸水性树脂亲水基团密度,能有效减弱“面粉团”效应,从而增加高吸水性树脂的吸水速率。 通过对材料抗凝血原理结合高吸水性材料本身特性的分析,选用交联聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸/蒙脱土(PAA/MMT)这两种高吸水性树脂,采用三种比较直观、简单的评价方法对所选的高吸水性树脂的血液相容性进行初步的评价,初步研究高吸水性树脂的血液相容性。研究结果表明:所制备的PAA和PAA/MMT两种高吸水性树脂与血细胞间的作用较弱,两者的溶血率(HR)均达到生物医用材料的溶血国际标准(5%);全血凝固时间(CT)分别为620s和766s,比空白样的CT分别增长213s和359s;复钙化凝血时间(RT)显著增长(尤其是在蒙脱土的加入以后),这也就说明高吸水性树脂能显著延缓离体血液中凝血因子和内源凝血系统的在材料表面的激活和增加对人体内源性凝血途径的阻抗。


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