Fe-,3-O-,4--聚乙烯醇(PVA)磁性水凝膠的制備及性能研究.pdf

1、聚乙烯醇(PVA)水凝膠是一種具有良好生物相容性和較高力學(xué)性能的復(fù)合材料，可以用作理想的人工軟骨植入材料。本論文以聚乙烯醇(PVA)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為基質(zhì)，不同粒度的四氧化三鐵為磁性提高體，采用冷凍.熔融法制備了微米Fe3O4/PVA、納米Fe3O4/PVA、微米Fe3O4/PVP/PVA磁性水凝膠。通過對(duì)各個(gè)不同組合系列的磁性水凝膠性能的研究，獲得了具有良好溶脹性能和磁性能及力學(xué)性能的磁性水凝膠。 對(duì)各組合系列進(jìn)行分

2、號(hào)：微米Fe3O4/PVA磁性水凝膠為系列①，納米Fe3O4/PVA磁性水凝膠為系列②，微米Fe3O4/PVP/PVA磁性水凝膠為系列③。使用電子天平、XRD、TG、SEM、拉伸試驗(yàn)機(jī)、磁電動(dòng)機(jī)、物性測(cè)試系統(tǒng)等測(cè)試手段對(duì)磁性水凝膠的溶脹率、再溶脹動(dòng)力學(xué)、力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性能及磁性能等進(jìn)行表征。對(duì)該三組樣品性能進(jìn)行對(duì)比分析結(jié)果如下： 1.XRD分析結(jié)果顯示，隨著凍融次數(shù)的增加，三組系列的磁性水凝膠的峰強(qiáng)度都逐漸加強(qiáng)，交聯(lián)密度逐漸加

3、大。SEM測(cè)試結(jié)果表明，PVA能將四氧化三鐵顆粒與顆粒之間很好的交聯(lián)在一起，這也是磁性水凝膠同時(shí)具有力學(xué)性能和磁性能的基本保障。 2.在凍融條件下，高分子交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)交聯(lián)點(diǎn)的形成對(duì)溶脹率有較大影響，交聯(lián)結(jié)構(gòu)的不斷破壞和形成，使交聯(lián)密度提高而最終導(dǎo)致磁性水凝膠的溶脹率隨凍融次數(shù)的增加而降低。按不同組分配比的系列①磁性水凝膠的溶脹率在2～7.5左右，系列②磁性水凝膠的溶脹率在3.5～10左右，整體溶脹率都有增加，系列③磁性水凝膠加入

4、不同量PVP后，溶脹率在3～11左右，與納米的溶脹率相差不大，即①<②≈③。再溶脹率都隨磁性顆粒含量增加而下降，平衡穩(wěn)定后，系列①的樣品再溶脹率由5～0.6左右；系列②整體低于1；系列③在1.8～0.7左右。 3.隨著Fe3O4磁性顆粒含量的增加，PVA與四氧化三鐵之間鍵的結(jié)合力逐漸加強(qiáng)，力學(xué)性能加強(qiáng)；而隨著凍融次數(shù)的增加，磁性水凝膠的交聯(lián)密度逐步提高，此項(xiàng)性能的提高又進(jìn)一步促進(jìn)了力學(xué)性能的增強(qiáng)，整體①>③>②。 4.磁