felt3gtolt4gt聚乙烯醇pva磁性水凝胶的制备及性能研究

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1、摘要聚乙烯醇(PVA)水凝胶是一种具有良好生物相容性和较高力学性能的复合材料，可以用作理想的人工软骨植入材料。本论文以聚乙烯醇(PVA)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为基质，不同粒度的四氧化三铁为磁性提高体，采用冷冻．熔融法制备了微米Fe30卯VA、纳米Fe304／PVA、微米Fe304／PVP／PVA磁性水凝胶。通过对各个不同组合系列的磁性水凝胶性能的研究，获得了具有良好溶胀性能和磁性能及力学性能的磁性水凝胶。对各组合系列进行分号：微米Fe30卯VA磁性水凝胶为系列①，纳米Fe304／PVA磁性水凝胶为系列②，微米Fe304／PVP／PVA磁性水凝胶为系列③。使用电子天平、XRD、TG、SE

2、M、拉伸试验机、磁电动机、物性测试系统等测试手段对磁性水凝胶的溶胀率、再溶胀动力学、力学性能、热稳定性能及磁性能等进行表征。对该三组样品性能进行对比分析结果如下：1．XRD分析结果显示，随着冻融次数的增加，三组系列的磁性水凝胶的峰强度都逐渐加强，交联密度逐渐加大。SEM测试结果表明，PVA能将四氧化三铁颗粒与颗粒之间很好的交联在一起，这也是磁性水凝胶同时具有力学性能和磁性能的基本保障。2．在冻融条件下，高分子交联网络结构交联点的形成对溶胀率有较大影响，交联结构的不断破坏和形成，使交联密度提高而最终导致磁性水凝胶的溶胀率随冻融次数的增加而降低。按不同组分配比的系列①磁性水凝胶的溶胀率在2～7

3、．5左右，系列②磁性水凝胶的溶胀率在3．5～10左右，整体溶胀率都有增加，系列③磁性水凝胶加入不同量PVP后，溶胀率在3～11左右，与纳米的溶胀率相差不大，即①<②≈③。再溶胀率都随磁性颗粒含量增加而下降，平衡稳定后，系列①的样品再溶胀率由5～O．6左右；系列②整体低于1；系列③在1．8"--'0．7左右。3．随着Fe304磁性颗粒含量的增加，PVA与四氧化三铁之间键的结合力逐渐加强，力学性能加强；而随着冻融次数的增加，磁性水凝胶的交联密度逐步提高，此项性能的提高又进一步促进了力学性能的增强，整体①>③>②。4．磁性颗粒的加入降低了磁性水凝胶的热稳定性能，而加入纳米磁性颗粒后的磁性水凝胶的

4、热稳定性比其它两个系列样品的热稳定性都要差。5．系列①各组分的磁性水凝胶的饱和磁场强度和剩余磁化强度都随Fe304磁性摘要颗粒、冻融次数的增加表现出增强的趋势；系列②个组分的饱和磁场强度随磁性颗的增加表现出增强的趋势，但随冻融次数的增加剩磁变化不明显且剩磁较少，表现出接近超顺磁性。关键词：四氧化三铁；聚乙烯醇；聚乙烯吡咯烷酮；磁性水凝胶；冷冻-熔融AbstractABSTRACTPolyvinylalcohol(PVA)hydrogelwithgoodbiocompatibilityandhighmechanicalpropertiesisanidealartificialcartilag

5、ematerial．polyvinylalcohol(PVA)andpolyvinylpyrrolidine(PVP)arenaturallydegradablebiopolymers．Magneticmaterialshaveespecialmagnetic．ThemicronFe304

6、PVA，nanoFe304

7、P～kmicronFe30曲VP／PVAmagnetichydrogelswerepreparedbyfreezing-thawingtechniques．Comparingthepropertiesofdifferentcompositionshydrogels，thego

8、odswelling，magneticpropertiesandotherpropertieswereshowed．Thethreeseriesofdifferentcompositionmagnetichydrogelsweresigned：themicronFe304／PVAmagnetichydrogelswasnamednumber1．thenanoFe304／PVAmagnetichydrogelswasnumber2andmicronFe30艚VP／PVAmagnetichydrogelsWasnumber3．Electronicbalance，XRD，TG，SEM，tensi

9、letestingmachine，propertiesdetectsystem(PPMS)、magneticelectromotorwereusedtoinvestigatetheswelling、re—swelling、tensileproperty、thermalpropertyandmagnetic．Theresultsshowedthat：First，XRDresultsanalysis：thecross—lin