不饱和聚酯酰（亚）胺树脂合成及复合材料性能研究

论文摘要

可控降解吸收性骨内固定材料由于具有生物降解吸收性和力学性能的衰减性,克服了金属内固定物的各种弊端,但所有研究材料的力学性能太低而使应用受到很大限制。玻璃钢具有轻质高强、耐腐防渗、隔热吸音等综合优点,近些年来在国内外建筑领域和汽车零部件上被大量使用,但大量的玻璃钢废弃物对环境的污染已经引起人们的广泛关注。鉴于此本文采用顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、乙二醇、1,2-丙二醇、新戊二醇、一缩二乙二醇、苯甲醇、环己醇、甘氨酸、邻氨基苯甲酸、己内酰胺、己二胺、尿素为原料,通过熔融缩聚法合成了一系列不饱和聚酯酰（亚）胺树脂,并分别对其进行了表征。用乙酸乙烯酯为交联剂加入适量的引发-促进剂室温预交联后热处理,研究了热处理后的一系列聚酯酰（亚）胺树脂的力学性能和降解（水解）性能。利用n-HA、磷酸钙纤维（CPPF）、玻璃纤维（GF）、玻璃纤维布（GFC）、黄麻纤维（JF）分别对其进行增强,对增强后的复合材料力学性能进行了研究。本文在大量实验基础上。获得了一些重要理论和实验结果。结果表明:（1）合成的一系列不饱和聚酯酰（亚）胺具有易交联和热稳定性好的特点。（2）交联剂的含量及热处理条件对室温预交联再热处理后的不饱和聚酯酰（亚）胺试样的力学性能和降解（水解）性能影响很大,增加交联剂的含量或提高热处理温度及时间都有利于提高热处理后的不饱和聚酯酰（亚）胺试样的力学性能和降解（水解）性能,但它们都有一最佳值,过了这个最佳值力学和降解（水解）性能反而会降低。（3）纳米羟基磷灰石（n-HA）对不饱和聚酯酰胺有一定增强作用,但效果不是很明显;n-HA含量超过10%后因n-HA团聚热处理后的不饱和聚酯酰胺力学性能开始降低;但在前3个月降解过程中n-HA的存在有利于提高交联后的不饱和聚酯酰树脂的力学强度保持率及降低质量损失率。（4）磷酸钙纤维（CPPF）有利于提高热处理后的不饱和聚酯酰胺的力学强度特别是冲击强度,但是在模拟体液的环境中降解很快,降解后的CPPF留下的孔洞有利于基体的快速降解。（5）对玻璃纤维（GF）或玻璃纤维布（GFC）表面处理和采用长纤维增强有利于提高玻璃纤维的增强效果,玻璃纤维或玻璃纤维布的质量百分含量在50%左右复合材料力学强度达到最大。（6）黄麻纤维（JF）也有利于提高交联后的不饱和聚酯酰胺的力学性能,采用长的黄麻纤维对提高不饱和聚酯酰胺力学性能效果更明显。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 骨内固定可降解高分子定材料
• 1.2.1 生物医用材料概述
• 1.2.2 骨内固定材料概述
• 1.2.3 人体骨的基本结构及力学性能
• 1.2.4 天然可降解高分子骨内固定材料
• 1.2.5 合成生物可降解高分子骨内固定材料
• 1.2.6 可降解高分子骨内固定复合材料研究进展
• 1.2.7 磷酸钙/可降解高分子骨内固定复合材料
• 1.2.8 影响可降解高分子材料的降解因素
• 1.2.9 生物降解骨折内固定材料特殊要求及存在的问题
• 1.3 玻璃钢
• 1.3.1 不饱和聚酯树脂合成
• 1.3.2 不饱和聚酯树脂的交联反应
• 1.3.3 不饱和聚酯树脂的交联机理
• 1.3.4 不饱和聚酯树脂力学性能
• 1.3.5 玻璃纤维增强理论
• 1.3.6 玻璃纤维（布）增强聚合物研究进展
• 1.3.7 麻纤维增强复合材料的研究进展
• 1.4 可降解与吸收高分子材料
• 1.4.1 开发生物降解高分子材料的意义
• 1.4.2 可降解吸收高分子材料的分类
• 1.4.3 可降解吸收高分子材料的降解机理
• 1.4.4 可降解吸收高分子材料的应用
• 1.4.5 生物可降解高分子材料的前景
• 1.5 可生物降解聚酯酰胺
• 1.5.1 可生物降解聚酯酰胺的性质
• 1.5.2 可生物降解聚酯酰胺研究进展
• 1.5.3 聚酯酰胺材料的可降解性及降解机理
• 1.5.4 聚酯酰胺材料的应用
• 1.6 本文工作的提出
• #树脂复合材料及性能研究'>第2章 纳米羟基磷灰石（n-HA）/1^#树脂复合材料及性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原料及主要设备
• 2.2.2 合成树脂表征方法
• 2.2.3 力学性能测试
• 2.2.4 降解（水解）性能测试
• 2.2.5 细观结构观察
• #树脂合成'>2.2.6 1^#树脂合成
• 2.2.7 增强体的制备
• 2.2.8 材料复合
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 纳米羟基磷灰石（n-HA）最佳实验条件分析
• #树脂合成中酸值的变化'>2.3.2 1^#树脂合成中酸值的变化
• #树脂的表征'>2.3.3 合成1^#树脂的表征
• #树脂的交联及力学性能'>2.3.4 1^#树脂的交联及力学性能
• #树脂纳米复合材料的复合'>2.3.5 n-HA/1^#树脂纳米复合材料的复合
• 2.3.6 纳米复合材料弯曲性能研究
• 2.3.7 纳米复合材料降解性能
• 2.3.8 纳米复合材料水解性能
• 2.4 本章小结
• #树脂骨内固定复合材料及性能研究'>第3章 磷酸钙纤维（CPPF）/2^#树脂骨内固定复合材料及性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原料及仪器
• 3.2.2 合成不饱和聚酯酰胺树脂表征
• 3.2.3 力学性能测试
• #树脂复合材料密度及溶涨率测定'>3.2.4 CPPF/2^#树脂复合材料密度及溶涨率测定
• 3.2.5 降解（水解）性能测试
• 3.2.6 细观结构观察
• #树脂合成'>3.2.7 2^#树脂合成
• 3.2.8 增强体的制备
• #树脂复合材料制备'>3.2.9 CPPF/2^#树脂复合材料制备
• 3.3 结果与讨论
• #树脂的物理力学性能'>3.3.1 2^#树脂的物理力学性能
• #树脂复合材料的力学性能'>3.3.2 CPPF/2^#树脂复合材料的力学性能
• 3.3.3 增强体CPPF的降解性能
• #树脂热处理后的降解性能'>3.3.4 基体2^#树脂热处理后的降解性能
• #树脂复合材料的降解性能'>3.3.5 CPPF/2^#树脂复合材料的降解性能
• 3.4 本章小结
• #树脂和玻璃纤维（GF）/4^#树脂复合材料及性能研究'>第4章 3^#树脂和玻璃纤维（GF）/4^#树脂复合材料及性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验原料及仪器
• 4.2.2 合成不饱和聚酯酰胺树脂表征方法
• 4.2.3 力学性能测试
• 4.2.4 降解（水解）性能测试
• 4.2.5 细观结构观察
• #和4^#树脂'>4.2.6 合成3^#和4^#树脂
• #树脂交联'>4.2.7 合成3^#树脂交联
• #树脂复合材料制备'>4.2.8 玻璃纤维（GF）/4^#树脂复合材料制备
• 4.3 结果与讨论
• #树脂的物理力学性能'>4.3.1 3、4^#树脂的物理力学性能
• #树脂复合材料力学性能研究'>4.3.2 GF/4^#树脂复合材料力学性能研究
• #树脂水解性能研究'>4.3.3 热处理后3、4^#树脂水解性能研究
• 4.4 本章小结
• #树脂复合材料和6^#树脂性能研究'>第5章 玻璃布（GFC）/5^#树脂复合材料和6^#树脂性能研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验原料及仪器
• 5.2.2 合成不饱和聚酯酰胺树脂表征
• 5.2.3 力学性能测试
• 5.2.4 降解（水解）性能测试
• 5.2.5 细观结构观察
• #树脂合成'>5.2.6 5^#树脂合成
• #树脂合成'>5.2.7 6^#树脂合成
• #树脂复合材料制备'>5.2.8 GFC/5^#树脂复合材料制备
• #树脂交联'>5.2.9 6^#树脂交联
• 5.3 结果与讨论
• #和6^#合成树脂表征'>5.3.1 5^#和6^#合成树脂表征
• #树脂室温凝胶时间影响'>5.3.2 引发-促进剂对5^#树脂室温凝胶时间影响
• #树脂力学性能研究'>5.3.3 热处理后的5^#树脂力学性能研究
• #树脂力学性能研究'>5.3.4 热处理后的6^#树脂力学性能研究
• #树脂复合材料力学性能研究'>5.3.5 GFC/5^#树脂复合材料力学性能研究
• #和6^#树脂水解性能研究'>5.3.6 热处理后的5^#和6^#树脂水解性能研究
• #和6^#树脂用于骨内固定材料降解性能初步研究'>5.3.7 5^#和6^#树脂用于骨内固定材料降解性能初步研究
• 5.4 本章小结
• #树脂复合材料及8^#树脂性能研究'>第6章 黄麻纤维（JF）/7^#树脂复合材料及8^#树脂性能研究
• 6.1 引言
• 6.2 实验部分
• 6.2.1 实验原料及仪器
• 6.2.2 方法
• 6.2.3 实验过程
• 6.3 结果与讨论
• #树脂表征'>6.3.1 7^#树脂表征
• #树脂复合材料力学性能'>6.3.2 JF/7^#树脂复合材料力学性能
• #树脂表征'>6.3.3 合成8^#树脂表征
• 6.4 本章小结
• #树脂）合成及性能研究'>第7章 不饱和聚酯酰亚胺树脂（9^#树脂）合成及性能研究
• 7.1 引言
• 7.2 实验部分
• 7.2.1 实验原料及仪器
• 7.2.2 合成不饱和聚酯酰胺树脂表征
• 7.2.3 力学性能测试
• 7.2.4 水解性能测试
• #树脂的合成及交联'>7.2.5 9^#树脂的合成及交联
• 7.3 结果与讨论
• #树脂原材料最佳配比确定'>7.3.1 9^#树脂原材料最佳配比确定
• #树脂表征'>7.3.2 9^#树脂表征
• #树脂力学性能研究'>7.3.3 热处理后的9^#树脂力学性能研究
• #树脂水解性能研究'>7.3.4 热处理后的9^#树脂水解性能研究
• 7.4 本章小结
• 结论
• 1、通过实验研究,本论文得到以下结论
• 2、创新点
• 3、对今后工作的建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读博士学位期间所发表的学术论文目录