銅-低密度聚乙烯復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)調(diào)控及其對(duì)性能的影響.pdf

1、傳統(tǒng)的宮內(nèi)節(jié)育器（Intrauterine Device，IUD）是在含有硫酸鋇作為顯影劑的聚乙烯支架上載有銅絲或銅管的分離結(jié)構(gòu)，其銅離子釋放速率的調(diào)節(jié)只能通過(guò)改變帶銅面積來(lái)實(shí)現(xiàn)。而新型IUD使用的是銅/低密度聚乙烯（Cu/LDPE）顆粒分散型復(fù)合材料，聚乙烯基體的骨架結(jié)構(gòu)對(duì)銅離子有控釋作用，因此其銅離子釋放速率的調(diào)節(jié)可以通過(guò)復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)調(diào)控來(lái)實(shí)現(xiàn)。
　　 作為IUD材料，臨床上需要關(guān)注的性能主要包括銅離子釋放、力學(xué)性能和生

2、物相容性。本文主要從材料選擇和生產(chǎn)工藝兩個(gè)方面進(jìn)行考慮，對(duì)Cu/LDPE復(fù)合材料進(jìn)行微結(jié)構(gòu)調(diào)控，以達(dá)到改善IUD材料上述性能的目的。此外，為改善材料的表面親水性，本文還嘗試?yán)米贤廨椪仗幚韺?duì)復(fù)合材料進(jìn)行表面改性。
　　 材料選擇方面的因素包括銅顆粒粒徑及含量、聚乙烯粒徑、致孔劑的種類和添加量等，其中致孔劑選用了NaCl、無(wú)水葡萄糖和可溶性淀粉這三種人體相容性好的物質(zhì)。為研究銅離子釋放性能，將各種復(fù)合材料試樣浸泡在恒溫37.5℃的

3、模擬宮腔液中，利用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定其每天的銅離子釋放量。研究發(fā)現(xiàn)，Cu/LDPE復(fù)合材料在模擬宮腔液中的銅離子釋放速率隨著銅顆粒含量、粒徑的增大和聚乙烯粒徑的減小而增大，而各種致孔劑的添加都提高了復(fù)合材料的銅離子釋放速率。力學(xué)性能測(cè)試是使用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的拉伸試樣在電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的，選取斷裂伸長(zhǎng)率、拉伸強(qiáng)度和彈性模量三個(gè)參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。測(cè)試結(jié)果表明，Cu/LDPE復(fù)合材料的力學(xué)性能隨著銅含量、銅粒徑及聚乙烯粒徑的變化呈現(xiàn)出復(fù)雜

4、的規(guī)律性，而致孔劑的添加均降低了復(fù)合材料的力學(xué)性能，其中添加NaCl時(shí)降幅最大。此外，還利用接觸角儀測(cè)試了各種復(fù)合材料表面分別對(duì)水和模擬宮腔液的靜態(tài)接觸角，發(fā)現(xiàn)多數(shù)微結(jié)構(gòu)調(diào)控對(duì)Cu/LDPE復(fù)合材料的表面親水性影響甚微，只有致孔劑的添加對(duì)復(fù)合材料表面親水性的改善效果顯著。
　　 生產(chǎn)工藝方面主要考慮注塑溫度和余料再加工次數(shù)，目的在于為IUD生產(chǎn)工藝的制定中注塑溫度的選擇和生產(chǎn)余料的回收再利用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。研究表明，注塑溫度對(duì)Cu

5、/LDPE復(fù)合材料的各方面性能影響比較復(fù)雜，綜合評(píng)價(jià)選定170℃為最佳注塑溫度。經(jīng)多次粉碎和注塑成型的Cu/LDPE復(fù)合材料各方面性能都很穩(wěn)定，再加工次數(shù)對(duì)其力學(xué)性能和銅離子釋放性能都不會(huì)產(chǎn)生顯著的影響，因此在實(shí)際IUD生產(chǎn)中的余料再利用是完全可行的。
　　 在改善Cu/LDPE復(fù)合材料表面親水性的探索性研究中發(fā)現(xiàn)，各種經(jīng)過(guò)紫外輻照的復(fù)合材料對(duì)水的接觸角出現(xiàn)大幅下降，說(shuō)明紫外輻照可以用于提高復(fù)合材料的表面親水性。此外，紫外輻照作