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齿科用纤维增强复合材料的研制
本文回顾了纤维增强复合材料技术及其在口腔医学领域的应用，分析了现有牙科用纤维增强复合材料的制作工艺，制定了纤维增强PMMA复合材料的制备工艺，测定了树脂体系的反应特性，讨论了纤维增强复合材料的优缺点和在口腔医学中的应用领域。
(1)采用流变仪对义齿基托树脂的流变性能进行了研究，讨论了流变特性曲线如何显示义齿基托树脂在加温剪切下的流变行为。
并依据义齿基托树脂溶体的表现粘度值确定其层压成型温度为240℃。
(2)通过对义齿基托树脂在240℃下、不同负荷热机械曲线的研究，确定其层压成型的压力为10kg／cm~2。
从而制定出纤维增强义齿基托树脂的层压成型工艺条件为温度：240℃，压力：10kg／cm~2，时间：5min。
(3)研制出玻璃纤维—PMMA复合材料，纤维含量50wt％～60wt％。
纤维含量58.44wt％时其弯曲强度717.19MPa；弯曲弹性模量15.00GPa；面内剪切强度65.65MPa。
(4)采用差示扫描量热法，红外光谱分析法，并通过凝胶化实验，对EAM树脂体系进行了分析研究，得出其反应特性。
(5)通过对固化反应的研究并结合复合材料的性能，制定了GF、CF／EAM 复合材料的模压工艺：自然冷却后处理工艺：120℃／20min (6)研制出GF／EAM复合材料、CF／EAM复合材料纤维含量在60wt％～80wt％，性能如下：。
浅谈纤维素纳米纤维增强聚合物复合材料纤维素纳米纤维增强聚合物复合材料是一种新型的复合材料，具有优异的力学性能和环境友好性，受到了广泛的关注。
本文将就这一领域进行探讨，介绍其特点、制备方法及应用前景。
1. 纤维素纳米纤维纤维素纳米纤维是一种由纤维素纳米颗粒组成的纤维状材料，具有高比表面积和优异的力学性能。
它可以与聚合物基体有效结合，并在复合材料中起到增强作用。
2. 聚合物基体聚合物基体是纤维素纳米纤维增强复合材料的主要成分，其选择直接影响到复合材料的性能。
常用的聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。
3. 优异的力学性能纤维素纳米纤维增强聚合物复合材料具有优异的力学性能，包括高强度、高模量和良好的韧性。
这使得它在航空航天、汽车、建筑等领域有着广泛的应用前景。
1. 溶液共混法溶液共混法是制备纤维素纳米纤维增强聚合物复合材料的一种常用方法。
首先将纤维素纳米纤维分散在溶剂中，然后将聚合物溶液加入经过搅拌、剪切等过程，最终得到均匀的复合材料。
2. 熔融混合法熔融混合法是将纤维素纳米纤维和聚合物颗粒一同置于熔体中进行混合，然后进行挤出、压延等工艺，得到纤维素纳米纤维增强聚合物复合材料。
3. 纳米纤维增强法纳米纤维增强法是将纤维素纳米纤维分散在聚合物基体中，通过纺丝、电纺等技术，在纳米尺度上形成增强结构，从而获得纤维素纳米纤维增强聚合物复合材料。
1. 航空航天领域纤维素纳米纤维增强聚合物复合材料具有轻质高强的特性，在航空航天领域有着广阔的应用前景，如飞机结构件、导弹外壳等。
2. 汽车领域在汽车领域，纤维素纳米纤维增强聚合物复合材料可以用于汽车车身件、发动机零部件等，能够有效降低汽车的整体重量，提高燃油经济性。
3. 建筑领域纤维素纳米纤维增强聚合物复合材料还可以应用于建筑领域，如制备高强度、耐久性好的建筑材料，如预制板、保温材料等。
4. 其他领域除了上述领域，纤维素纳米纤维增强聚合物复合材料还可以应用于船舶制造、电子产品外壳等领域，具有广泛的应用前景。
R-PET短纤维增强PP复合材料的结构与性能周麒麟;张玥;焦雷;郭卫红;吴驰飞【期刊名称】《高分子材料科学与工程》【年(卷),期】2011(27)5【摘要】对再生聚对苯二甲酸乙二醇酯(R-PET)短纤维增强聚丙烯(PP)复合材料进行了研究。
通过扫描电镜(SEM)、熔融指数仪、差示扫描量热法(DSC)和万能试验机测定了材料的相结构、加工性能、热学性能和力学性能。
采用甲基丙烯酸酸水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-GMA)作为体系的增容剂。
结果表明,POE-g-GMA显著增强了纤维和基体两相之间的界面粘接力,改善了纤维的分散性和材料的流动性,也提高了PP的结晶性能。
当加入8%～12%(质量分数,下同)的R-PET短纤维,增容后的材料比纯PP具有较好的综合力学性能。
【总页数】4页(P43-46)【关键词】聚丙烯;再生聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维;甲基丙烯酸酸水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物【作者】周麒麟;张玥;焦雷;郭卫红;吴驰飞【作者单位】华东理工大学材料学院高分子合金研究室【正文语种】中文【中图分类】TQ325.14【相关文献】1.硅酸铝短纤维增强AZ91D复合材料的界面微观结构及力学性能 [J], 刘贯军;李文芳;马利杰;彭继华2.硅酸盐纳米短纤维增强三元乙丙橡胶复合材料的结构与性能 [J], 苏丽丽;张立群;田明3.新型芳纶浆粕短纤维增强氯丁橡胶复合材料结构与性能的研究 [J], 吴卫东;钦焕宇;曹建莉;刘力;周彦豪;张立群4.短纤维橡胶复合材料结构一性能关系理论研究现状──I短纤维橡胶复合材料结构参数的表征 [J], 张立群;周彦豪;耿海萍;钱百年;瞿雄伟;陈松5.短纤维橡胶复合材料结构—性能关系理论研究现状Ⅱ短纤维橡胶复合材料应力传递模式 [J], 张立群;金日光;耿海萍;瞿雄伟;钱百年;朱春玲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
PMMA复合材料合成与制备剖析1. 简介PMMA复合材料，是一种新型的有机高分子材料，具有良好的机械性能、抗冲击性、透明度好、易加工成型等特点，广泛应用于光学、电子、建筑等领域。
PMMA复合材料的制备和合成过程，受材料配方、溶液浓度、加工工艺等因素的影响，因此需要对其制备过程进行剖析。
2. 材料配方PMMA复合材料的制备过程中，材料配方是非常重要的因素。
液态PMMA树脂、固态PMMA粉末、改性剂、稳定剂等都是制备PMMA复合材料所必需的原材料。
各种原材料的比例和配比，可以根据要制备的具体材料性质而调整。
对于要求透明度高的材料，可以减少固态PMMA粉末的用量，增加液态PMMA树脂的比例；对于要求力学性能好的材料，则需要增加固态PMMA粉末的比例。
3. 溶液浓度溶液浓度是影响PMMA复合材料制备的关键因素。
通过浓度的控制可以调整材料的机械性能、透明度等特点。
通常情况下，溶液浓度在20%~30%之间。
超过30%时，硬度增加但透明度会降低；低于20%时，透明度较好但机械性能会受到影响。
因此，在实际制备过程中需要对溶液浓度进行严格控制。
4. 加工工艺PMMA复合材料的制备过程中，加工工艺的选择也是非常重要的因素。
通常需要通过溶液法或压制法进行制备。
溶液法是将配制好的溶液倒入模具中，控制温度和时间等条件，使其发生固化。
压制法则是将固态PMMA粉末加入到成型机中，通过热压成型的方式生产材料。
选择合适的制备方法和加工参数，能够使PMMA复合材料制备得到最好的效果。
5. 合成方法PMMA复合材料的合成方法有多种，通常采用聚合方法或共混方法。
聚合方法是将PMMA单体进行聚合，从而合成出高分子PMMA；共混方法是将PMMA与其他物质混合，获得具有不同性质的新型材料。
应选用合适的合成方法，根据需要的材料特性，进行精确的控制，获得最佳效果。
6. 结论PMMA复合材料制备的质量受到很多因素的影响，包括材料配方、溶液浓度、加工工艺、合成方法等。
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910109875.8(22)申请日 2019.02.11(71)申请人 东华大学地址 201600 上海市松江区人民北路2999号(72)发明人 姚澜 林活跃 娄坚婷 范秀君 杨家骅 王宇娴 吴澜涛 洪诗婷 闫江山 邱夷平 (74)专利代理机构 上海申汇专利代理有限公司31001代理人 翁若莹(51)Int.Cl.B32B 9/02(2006.01)B32B 9/04(2006.01)B32B 27/32(2006.01)B32B 37/10(2006.01)B32B 37/06(2006.01)B32B 37/00(2006.01)B32B 33/00(2006.01)D06M 13/352(2006.01)D06M 11/65(2006.01)D06M 101/06(2006.01)(54)发明名称利于分离和回收的麻纤维增强聚丙烯复合材料及其制备(57)摘要本发明提供了一种利于分离和回收的麻纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，利于分离和回收的麻纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，包括至少三层从上到下依次设置的聚丙烯层，相邻两层聚丙烯层之间设置一层麻纤维层，聚丙烯层与麻纤维层之间设置自组装可降解材料。
本发明利用自组装可降解材料具有三维开放性结构、孔隙率高、比表面积大、优越的化学吸附性且绿色环保的特点，加强纤维复合材料两种基质的界面连接性能，同时在回收过程中绿色快速高效降解自组装材料，实现少破坏作用下树脂基体与纤维的完整分离。
权利要求书1页 说明书5页 附图1页CN 109910392 A 2019.06.21C N 109910392A权 利 要 求 书1/1页CN 109910392 A1.一种利于分离和回收的麻纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，包括至少三层从上到下依次设置的聚丙烯层，相邻两层聚丙烯层之间设置一层麻纤维层，聚丙烯层与麻纤维层之间设置自组装可降解材料。
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木纤维增强聚丙烯复合材料性能的研究刘娟华,翟英杰,郭宝华3(清华大学高分子所,北京100084)摘 要:与常用的对木纤维进行化学改性的方法相比,本研究采用磺酰胺类增塑剂,在高速捏合机上对木纤维增塑,从而改进木纤维在聚丙烯中的分散性,采用马来酸酐接枝聚丙烯作为相容剂,使用了四种不同形态的木纤维来增强聚丙烯,研究了复合材料的力学性能与纤维种类、含量的关系,通过SEM研究了复合材料的断面形态,通过熔体流动速率研究了复合材料加工性能等。
关 键 词:聚丙烯;木纤维;力学性能中图分类号:TQ321.5 文献标识码:B 文章编号:1001Ο9278(2002)08Ο0053Ο04 将植物纤维与热塑性塑料复合,开发可以替代木材使用的木/塑复合材料,不仅可以带来良好的经济效益,还能节约日益紧缺的木材资源。
木纤维/热塑性树脂制成的复合材料制品具有质量轻,价格低,加工时能耗少,对加工设备磨损小,具有部分生物降解性[1、2、7]等优点。
然而木纤维具有较强的极性,与非极性的聚丙烯树脂的相容性很差,马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)是效果相对较好的一种相容剂[3～7],香港的XIAO YA CHEN[6]等用自制的接枝率为0.5%的MAPP作为竹粉/PP复合材料的相容剂,竹粉含量50%,MAPP 24%时,拉伸强度36MPa。
国内外的研究者采用化学接枝[4、8、9]或者加入偶联剂[10,11]的方法来改性植物纤维,但是得到的复合材料的性能仍不尽如人意。
本实验中采用了极性苯磺酰胺类增塑剂,在高速捏合机上对木纤维增塑,极性基团与木纤维中的羟基相互作用,削弱了纤维素分子之间的作用力,改善了木纤维在聚丙烯基体中的分散性。
木纤维中的氢键减弱之后,与相容剂MAPP的结合也变得容易,木纤维与基体树脂之间有了比较好的界面层,因而复合材料的性能得到了较大的提高。
该处理过程简单方便,快速,无溶剂污染。
本实验使用的木纤维是用木加工厂剩余的边角料,刨花,锯末等一般作为废弃物的材料加工而成的,在环境保护和资源利用方面都具有重要的意义。
收稿日期:2008210220;修改稿收到日期:2009201225。
作者简介:曾丽平,硕士研究生,主要从事有机/无机功能复合材料的改性研究。
E 2mail:06zengliping@sus 。
*通讯联系人,E 2mail:guoshen1018@ 。
基金项目:陕西省教育厅自然科学专项基金(08JK220)、陕西省自然科学基金(ST 082ZT 05)和教育部新世纪优秀人才支持计划基金(ENCT 20620893)项目。
短纤维增强HA/PM M A 生物复合材料曾丽平1 郭申*2 曹丽云1 黄剑锋1[1.教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室,陕西科技大学,陕西西安,710021;2.富维薄膜(山东)有限公司,山东潍坊,261061]摘要:采用原位合成与溶液共混相结合的方法,制备了短切碳纤维(C f )增强纳米羟基磷灰石(H A)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMM A)生物复合材料。
研究了C f 含量和长度对H A/PMMA 力学性能的影响。
采用万能材料试验机和扫描电子显微镜对C f /H A/PMM A 的力学性能及断面的微观形貌进行了测试和表征。
结果表明,C f 在C f /H A/PMMA 中分布均匀,且有效提高C f /H A/PMM A 的力学性能;C f 的质量分数在4%左右时,C f /H A/PM MA 的拉伸强度、弯曲强度、压缩强度和弹性模量等均达到极大值;C f /HA/PMMA 的断裂伸长率随C f 含量的增加而减小。
当C f 含量一定时,随C f 长度的增加,C f /HA/PMM A 的拉伸强度、弯曲强度和弹性模量均增加,断裂伸长率降低。
关键词: 短纤维 羟基磷灰石 聚甲基丙烯酸甲酯 生物复合材料 力学性能增强Bio 2composites of Short Fiber Reinforced HA/PMMAZeng Liping 1Guo shen 2Cao Liyun 1H uang Jianfeng1(1.Key Labor ator y of Auxiliary Chemistry &Technology for Light Chemical Industry,Ministry of Education,Shanxi University of Science and T echnology,Xi .an,Shanxi,710021; 2.Fuwei Films Co.,Ltd.,Weifang,Shandong,261061)Abstr act:By an in 2situ processing and solution mixture pr ocess,short carbon fiber (C f )reinforced nano 2hydroxyapatite (H A)/poly(methyl methacr ylate)(PMMA)matr ix bio 2com 2posites wer e prepared.T he influences of the content and length of C f on the mechanical properties of H A/PMMA wer e investigated.T he mechanical pr operties were tested by uni 2versal testing machine.T he fracture sur face morphologies were characterized using SEM.The results reveal that C f are uniformly dispersed in H A/PMMA matrix and as 2prepared C f /H A/PMMA have excellent mechanical pr operties.T he tensile strength,flexural strength,compressive str ength and elastic modulus of the as 2prepared C f /H A/PMMA r each the maxi 2mum value when C f mass fraction is about 4%.The fr acture elongations of the C f /H A/PM 2MA decrease with the increase of C f content.In addition,when C f length increases,tensile strength,flexural str ength and elastic modulus of as 2prepared C f /H A/PMMA increase;but the fracture elongations decrease.Key words:short fiber;hydroxyapatite;poly (methyl methacrylate );bio 2composites;mechanical pr operties;reinforcement 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA )具有与生物体的相容性较好、强度高、成本低和加工成型方便等特点[1],在医疗领域为国内外大量采用。
但作为骨组织支撑材料,它的某些机械性能较差,主要是脆性大和抗冲击性差;在骨水泥界面易形成纤维组织,既不能被吸收,也不利于骨长入。
目前,国内外对PMMA 骨水泥#27#现代塑料加工应用 2009年第21卷第2期MODERN PLAST ICS PROCESSING AND APPLICATIONS的改性研究主要集中于用羟基磷灰石(H A)[2~5]或生物活性磷酸钙等进行复合,制备的复合材料有比较好的生物活性,但材料的整体力学性能较差。
而广泛应用于航空航天领域的碳纤维具有密度低、高强度、高模量等优点,同时它又是一种生物惰性纤维,在人体中化学稳定性好,无毒性,与人体肌肉、韧带组织生物相容性好,无排异反应,也已广泛应用在医学与生物学领域[6]。
基于此,为了同时改善PMMA 的生物相容性和力学性能,采用碳纤维和纳米HA 共同改性PMMA 树脂是一种潜在而有效的方法。
到目前为止,采用碳纤维和纳米H A 对PMMA 进行改性的研究不多。
最具代表性的是李世普等[7]采用多层复合技术制备了连续玻璃纤维和碳纤维增强H A/PMMA,其制备的材料具有优异的力学性能和生物活性。
由于连续纤维增强材料各向异性,在纤维方向具有很高的强度和模量,但在垂直于纤维方向,常发生横向开裂和脱层问题。
用此制备的复合材料仅可用于髋骨的替代,而不太适用于长短骨等不规则骨的修复和替代。
为此,首次采用短切碳纤维(C f )增强H A/PMMA,充分利用复合材料的复合优势,从/复合效应0提高力学性能出发,以/可设计性0改善生物性能为立足点,获得了力学性能和生物性能兼备的C f /H A/PMMA,而且利用该工艺制备的复合材料可以任意塑型,各向同性,以期解决目前医疗领域存在的长骨干、大块骨的缺损和修复问题。
本研究主要分析了C f 对H A/PMMA 性能的影响。
1 试验部分1.1 原料甲基丙烯酸甲酯(MMA ),分析纯,天津福晨化学试剂厂;过氧化苯甲酰(BPO),成都科龙化工试剂厂;卵磷脂,生物试剂,天津市化学试剂公司;C f ,日本东邦特耐克丝集团公司;纳米H A,自制,具体制备方法见文献[8]。
1.2 复合材料的制备称取适量自制纳米H A,研磨过筛,用一定量的卵磷脂偶联剂处理后加入丙酮溶液中,超声波分散30min 形成H A 的悬浊液备用。
C f (平均直径7L m)在浓硝酸中70e 下回流氧化6h,用去离子水洗涤数次,110e 干燥12h 后加入盛有一定量去离子水的三口烧瓶中,再加入分散剂超声波分散,待纤维完全分散后,向溶液中滴加溶有适量BPO 的MMA 单体,在水浴温度为80e 条件下进行悬浮聚合。
反应50min 后,将聚合物移入上述分散好的H A 丙酮悬浊液中,强烈搅拌,待其完全溶解后,挥发溶剂,并装模,于60e ,10MPa 下固化成型。
所得试样经打磨、抛光后,进行性能测试。
1.3 主要仪器和设备7621A 型数显恒温水浴锅,北京北科思拓仪器有限公司;KQ5200DE 型数控超声波发生器,昆山市超声仪器有限公司;KQ5002TDB 型微波合成反应仪,上海市实验仪器总厂;PT 21036PC 型万能材料试验机,台湾宝大国际仪器有限公司;JSM 25800型扫描电子显微镜(SEM),日本JEOL 公司。
1.4 分析表征参照GB/T 1447)2005测试拉伸强度、断裂伸长率;参照GB/T 1449)2005测试三点弯曲强度和弯曲弹性模量;参照GB/T 1448)2005测试压缩强度。
2 结果与讨论211 C f 含量对C f /HA /PM M A 力学性能的影响表1为C f 含量对C f /H A/PMMA (H A 与PMMA 的质量比为1B 25)拉伸性能的影响。
C f 的质量分数在4%时,复合材料的拉伸强度最高,进一步增加C f 含量,其拉伸强度逐渐降低。
C f 含量较低时,由于C f 的拉伸强度远远高于基体,而且在基体中分布均匀,因此其在复合材料中与基体结合良好,起到承受载荷的作用,达到增强的目的。
当C f 的质量分数超过4%时,C f 在复合材料基体中的分散性变差,出现部分交错、聚集等缺陷,从而使复合材料整体的性能下降。
此外,当C f 含量小于4%时,材料的杨氏弹性模量随C f 含量增加而不断提高,表明C f 的加入有助于复合材料杨氏弹性模量的增加,而当C f 含量大于4%时,复合材料的杨氏弹性模量随之大幅度下降。
不加入C f 时复合材料断裂伸长率较大,加入1%C f 就使其降低了约15%,这是#28# 现 代 塑 料 加 工 应 用 2009年4月因为纤维的加入束缚了基体原有的局部屈服能力,使材料的断裂伸长率下降。
表1 C f 含量对C f /H A /PMMA 拉伸性能的影响C f 质量分数,%拉伸强度/MPa 断裂伸长率,%杨氏弹性模量/MPa 023.38 6.47392.6130.39 5.51568.6240.29 5.07794.1459.64 4.261398.5640.074.71851.5图1为C f 含量对C f /H A/PMMA 弯曲强度、弯曲模量、压缩强度的影响。
图1 C f 含量对C f /H A /PMMA 弯曲性能和压缩强度影响从图1可以看出,随着C f 含量的增加,试样的弯曲强度和弯曲模量均随之增大,当C f 质量分数达到4%左右时,复合材料的弯曲强度和模量同时达到最大值。
