生物医用聚苯乙烯吸附材料的合成、表征及性能研究

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:snwkq
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着科学技术的迅猛发展和人们健康意识的逐渐增强,生物医药行业得到越来越多的关注,行业标准也随之提高。对于尿毒症、肾衰竭、肝衰竭、免疫性疾病和急性中毒患者,血液透析不失为一种有效的治疗方法。至今,可用于血液透析的材料多为高分子材料。聚苯乙烯(PS)吸附树脂由于其稳定的物理化学性质、良好的耐热耐溶剂性及较强的吸附性能,受到生物医用材料研究者的青睐。如何提高PS树脂的吸附能力,改善PS树脂的生物相容性,并优化其合成工艺,仍是科学家们面临的巨大挑战。本文旨在制备具有良好生物相容性的PS树脂,从制备0.451mm粒径的PS树脂入手,分别通过官能团反应接枝法和紫外光引发接枝法,将生物相容性分子聚乙二醇和聚甲基丙烯酸羟乙酯共价接枝到PS树脂表面,并对反应条件和改性树脂的吸附性能进行了研究。论文第一章主要介绍了生物医用高分子材料的发展状况和性能要求,包括生物医用高分子材料的种类、凝血机理、材料的生物相容性评价及常用高分子材料的改性方法。然后以此为依据提出了本论文的设计思路和研究内容。论文第二章为应用官能团反应在PS树脂表面接枝聚乙二醇(PEG)的研究。首先,采用悬浮聚合法,合成了粒径在0.451mm范围内的PS树脂球,通过扫描电镜照片可以清晰地看到树脂内部及表面的微孔结构。然后,利用热引发自由基聚合,以未抽提的PS树脂为原料,苯乙烯和马来酸酐为接枝单体,过氧化二苯甲酰为引发剂,将活性酸酐键引入到树脂表面。研究发现,接枝率随单体浓度和引发剂浓度的增加及反应时间的延长(2h6h)而增大,且受反应溶剂的影响,当溶剂分别为四氢呋喃、甲苯、液体石蜡时,接枝率依次增大。最后,以4-二甲基吡啶为催化剂,通过酸酐键与羟基的反应,将生物相容性分子PEG接枝到材料表面。用红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对接枝前后各样品球的结构进行了表征,发现接枝马来酸酐的PS球具有酸酐键的特征吸收峰(1783cm-1),接枝聚乙二醇后该吸收峰基本消失,同时出现了醚键的特征吸收峰(1110cm-1)。同时,测试了不同接枝率和接枝不同分子量PEG的树脂球的吸附能力,发现接枝PEG1000后,树脂对5g/L苯酚溶液的吸附量随着接枝率的增大先增后减,接枝PEG2000后,树脂的吸附量随着接枝率的增大逐渐降低,且接枝PEG1000的树脂的吸附量比接枝PEG2000的树脂的大。论文第三章为应用紫外光引发接枝聚合法在PS树脂表面接枝聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)的研究。以未抽提的PS树脂为原料,分别应用一步接枝法和两步接枝法,通过紫外光引发接枝聚合,将生物相容性分子PHEMA共价接枝到树脂表面,并研究了单体浓度、引发剂浓度、光敏剂用量和辐照时间对接枝率的影响。研究发现,应用一步接枝法时,接枝率随着单体浓度和引发剂浓度的增加及反应时间的延长而增大,应用两步接枝法时,接枝率随着单体浓度的增加及反应时间的延长而增大,随着引发剂浓度的增加先增后减,随着光敏剂用量的增加先迅速增大,后保持不变。通过对比发现,两步接枝法在保证接枝率的前提下,将单体浓度从200g/L降低至3g/L,引发剂浓度从100g/L降低至0.02g/L,大大节省了原料,减少了损耗。用FTIR和XPS对接枝前后各样品球的结构进行了表征,发现接枝PHEMA的PS球具有酯羰基的特征吸收峰(1723cm-1),随着接枝率的增大,树脂表面氧元素的含量逐渐增加(由XPS谱图得出)。同时,测试了不同接枝率的改性树脂球的吸附能力,发现接枝PHEMA后,树脂球对5g/L苯酚溶液的吸附量有所增大,而且,随着接枝率的增加,吸附量减小。论文第四章为应用紫外光引发接枝聚合法在PS树脂表面接枝双键封端的PEG的研究。首先利用酰氯与羟基的反应,合成了端基为双键的聚乙二醇单甲醚酯分子,然后通过紫外光引发接枝聚合,应用两步接枝法,以未抽提的PS树脂为原料,将生物相容性分子聚乙二醇共价结合到树脂表面。用FTIR和XPS对接枝前后各树脂球的结构进行了表征,发现接枝PEG的PS树脂具有醚键的特征吸收峰(1110cm-1)。研究发现,接枝率随单体浓度和反应时间的延长而增加,随引发剂浓度的增大先增后减。同时,测试了不同接枝率和接枝不同分子量PEG的树脂球的吸附能力,发现接枝PEG2000后,树脂对5g/L苯酚溶液的吸附量有所增加,而且,随着接枝率的增大,吸附量逐渐增加。接枝PEG750后,树脂的吸附能力降低,吸附量随着接枝率的增加先增后减。比较发现,接枝PEG2000的树脂球的吸附能力要比接枝PEG750的树脂球的强。总之,我们应用多种方法成功地对PS树脂进行了生物相容性改性,并为PS树脂的进一步修饰奠定了基础。
其他文献
目的:总结43例脑性瘫痪(简称cp)合并足外翻患儿的中西医结合综合康复治疗经验。方法:采用中医按摩、功能训练等结合综合康复训练治疗3~6个月。结果:有效率95.58%,显著率81.39%。结
在学生学习过程中,课堂教学质量具有至关重要的作用,良好的课堂教学质量也是学生学习和理解数学知识的主要途径。但是在高中数学课堂教学过程中普遍还存在着一定的问题。师生
设函数f(x)在区间[a,b]上连续,且x为[a,b]上的一点,那么积分上限函数Ф(x)=^x∫f(t)dt是[a,b]上x的函数。本论文讨论积分上限函数的有关计算和证明问题。
<正>2016年9月13日,教育部正式发布《中国学生发展核心素养》总体框架,提出了学生必须具备的六大素养。核心素养的提出,使得各学科尤为注重发展学生的学科核心素养。思想政治
小学教学中,越来越多的老师意识到提高课堂学习效率的重要性,特别是小学数学课堂教学效率是需要重点关注的内容,小学是学生学习兴趣养成的关键时期,若在这个阶段可以提高课堂
为了进一步提高小学数学教学效率,促使社会个体在小学阶段便形成良好的逻辑思维,本文引入电子白板,通过对电子白板的应用展开了深入研究,为小学数学的教学改革提供了有价值的
通过对白茄子的出苗时间,苗期的苗高、茎粗、叶片数,生长期和生长后期的株高、茎粗、开花数量、抗病性、坐果率、单果质量、单株产量等各项指标调查,并与2对照品种天津二苠茄
代表区域文化形象、体现区域文化竞争力、引领文化产业发展的区域文化品牌是打造品牌城市、提升城市形象、推动城市发展的重要途径和战略举措。广州市荔湾区近年来一直致力于