聚酰胺1010_羟基磷灰石多孔支架材料的制备与性能研究

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1、学校代码10459学号或申请号201512192462密级硕士学位论文聚酰胺1010/羟基磷灰石多孔支架材料的制备与性能研究作者姓名：田娜娜导师姓名：刘文涛学科门类：工学专业名称：包装材料与工程培养院系：材料科学与工程完成时间：2018年05月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterPreparationandPerformanceofPolyamide1010/HydroxyapatitePorousScaffoldMateri

2、alsByNanaTianSupervisor:ViceProf.WentaoLiuPackagingMaterialsandEngineeringSchoolofMaterialsScienceandEngineeringMay,2018学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本

3、人承担。学位论文作者：日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文

4、作者：日期：年月日摘要摘要由于先天不足、意外等各种因素导致的骨缺损现象越来越多，给患者带来了巨大痛苦。为缓解这一现象，骨修复材料应运而生，且受到了广泛关注。羟基磷灰石（Hydroxyapatite，HA）是人体主要无机成分，具有生物活性、生物相容性、骨传导性、无毒等优良特性，但脆性大、力学性能差，使其在临床应用上受到很大限制；聚酰胺（Polyamide，PA）具有良好的力学性能，并且具有与骨胶原相似的酰胺键和羧基基团结构。将聚酰胺与羟基磷灰石复合制备的复合材料可以改善羟基磷灰石力学性能不足的缺陷，并且具

5、有较高的仿生性能，是一种性能良好的骨修复材料。采用熔融共混法将聚酰胺1010（PA1010）与羟基磷灰石复合，制备了一系列HA含量不同的聚酰胺1010/羟基磷灰石（PA1010/HA）复合材料。通过傅立叶转换红外光谱（FTIR），研究了PA1010/HA复合材料的结构变化，结果表明，PA1010/HA复合材料中HA的羟基与PA1010酰胺键的氨基之间形成了氢键。通过能谱分析（EDS）观察了HA在PA1010/HA复合材料中的分布，结果表明，HA在PA1010基体中分布相对均匀。通过差示扫描量热法（DSC

6、）和热重分析（TG），研究了PA1010/HA复合材料的熔融结晶行为和热稳定性，结果表明，HA的加入使得PA1010的熔点、熔融焓稍有降低，并且PA1010/HA复合材料具有良好的热稳定性。通过对PA1010/HA复合材料的力学性能测试表明，在PA1010/HA复合材料中，HA对PA1010有明显的增强作用，随着HA含量的增加拉伸、弯曲性能均增强，当HA含量为40wt%时拉伸强度和弯曲强度分别提高了约33.4%，98.3%，综合性能最佳，且HA含量越高，仿生性能越好。在此基础上，以PA1010/HA复合

7、材料为原料，采用化学发泡法和快速成型技术两种方法制备了多孔支架材料，并对其性能进行了研究。在PA1010/HA复合材料的基础上添加偶氮二甲酰胺（AC）发泡剂，注塑成型制备了PA1010/HA多孔支架材料。通过全反射红外光谱法（ATR）和X射线衍射（XRD）研究了AC发泡剂对PA1010/HA复合材料结构的影响，结果表明AC发泡剂的加入和发泡过程对复合材料的化学结构无影响。通过对PA1010/HA多孔支架材料的孔隙率测试计算分析表明，PA1010/HA多孔支架材料的孔状结I摘要构和孔隙率可通过调节AC发泡

8、剂的用量来控制，当AC发泡剂的用量为2.5wt%时，泡孔比较均匀，孔径约为100-200μm，孔隙率为21.6%；当AC发泡剂的用量为7.5wt%时，孔径约为300-500μm，孔隙率最大约为38.7%；综合力学性能考虑，当发泡剂含量为2.5wt%时更适合用作支架材料。采用熔融沉积快速成型技术（FDM）制备了PA1010/HA多孔支架材料，研究了打印层厚、打印速度、成型角度等工艺参数对FDM样品力学性能的影响，结果表明，当打印速度为50mm