形状记忆聚氨酯的合成及其在织物中的应用
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形状记忆聚氨酯及其在生物医学材料中的应用
形状记忆聚氨酯(shape memory polyurethane)是一种具有特
殊记忆性能的聚氨酯材料。
它具有良好的生物相容性、可降解性和生物相似性等特点,因此在生物医学领域具有广泛的应用。
形状记忆聚氨酯在生物医学材料中的应用主要包括以下几个方面:
1. 夹层支架(stent):形状记忆聚氨酯可以制成可折叠的夹层支架,通过应用外界热或力刺激,使其恢复到其原始形状,从而在缩小状态下插入体内狭窄的血管或器官,起到撑开和支撑的作用。
2. 缝线和修复材料:形状记忆聚氨酯可以用于缝合和修复组织。
由于其具有良好的弹性和可调控的形态记忆特性,可以在手术后恢复到原始形状,减少对周围组织的损伤。
3. 药物输送系统:形状记忆聚氨酯可以制成微小的药物输送系统,用于缓慢释放药物。
通过调整聚氨酯的形状记忆特性,可以控制药物的释放速度和时间,实现长时间的药物治疗。
4. 人工关节和修复器官:形状记忆聚氨酯可以制成人工关节和修复器官,如人工韧带或胸膜。
它可以模拟人体组织的力学特性,并具有自适应的形状记忆能力,提高了人工器官的适应性和耐久性。
总之,形状记忆聚氨酯在生物医学材料中的应用具有广泛的潜
力。
随着材料科学和生物医学技术的不断发展,形状记忆聚氨酯有望在更多领域得到应用和推广。
跨世纪2008年7月第16卷第7期cⅫs cent u r y,J une2008,V ol16,N o.7形状记忆聚氨酯的开发与应用王利彬(郑州大学新校区材料科学与工程学院高分子材料与工程专业,河南,郑州,450001,)【摘要】本文就形状记忆聚氨酯的研究现状、记忆原理、制备方法、功能应用及发展趋势进行了探讨与分析。
【关键词】形状记忆;聚氨酯;制备;功能;应用【中图分类号】T H l45.4【文献标识码】B【文章编号】1005一1074(2008)0r7一0266一02“形状记忆”是指具有某一原始形状的制品,经过形变并定型后,在特定的外界条件下能自动恢复原始形状的现象。
形状记忆高分子(s hape m em or),pol ym er,sM P)是形状记忆功能材料的一个分支。
自1981年0t a s等制得热致形状记忆高分子交联聚乙烯以来,SM P及其特殊性能受到广泛关注。
目前,得到应用的s M P已有聚降冰片烯、反式1,4一聚异戊二烯、苯乙烯一丁二烯共聚物、聚氨酯等。
其中,形状记忆聚氨酯(sM PU)具有原料来源广、配方叮凋性大及性能选择范围宽的优点,能够满足较多场合的需要。
1形状记忆聚氨酯的研究现状日本三菱重T公司(M i协I l bi s hi)首先开发出的s M P U,是由聚四亚甲基醚二醇、4,4一二苯甲烷二异氰酸酯和链增长剂三种单体原料聚合而成的,它是含有部分结晶态的线形聚合物。
该公司还进一步开发了综合性能优异的形状记忆聚氨酯,室温模量与高弹模量比值可达到200,具有极高的湿热稳定性与减震性能。
欧美一些国家在形状记忆聚氨酯方面的研究也取得了一定的成绩。
麻省理丁学院的R.unger和德国的A.un dl ci nl侧重于开发聚氨酯坦料的生物降解性能,美国空军实验室和纽约州立大学对聚氨酯弹性体进行化学改性,提高了玻璃化转变温度、透氧性、阻燃性和力学性能。
2002年开发了防水性泡沫形状记忆聚氨酯。
具有形状记忆性能的聚合物材料的合成与应用研究随着科技的进步和人们对新材料需求的增长,具有形状记忆性能的聚合物材料逐渐成为研究的热点。
这种材料能够在被外界刺激后恢复原始形状,具有广泛的应用前景。
本文将探讨具有形状记忆性能的聚合物材料的合成方法以及在各个领域中的应用研究。
首先,让我们来了解具有形状记忆性能的聚合物材料的合成方法。
一种常用的方法是通过高分子链的交联实现形状记忆性能。
例如,聚丙烯酸酯和聚己内酯可以经过一系列的化学反应制备成交联高分子链,使其形成网络结构并具有形状记忆性。
另一种方法是在聚合物结构中引入活性基团,通过外界刺激使聚合物链发生重新排列,从而实现形状记忆效应。
这种方法适用于聚氨酯、聚酯等材料。
有了合成方法的基础,我们现在来看看具有形状记忆性能的聚合物材料在各个领域中的应用研究。
在医学领域,这种材料可以用于制造可调节的支架和缝合材料。
例如,形状记忆性的聚合物支架可以在植入体内时为医生提供更方便的操作,而在体内恢复到原始形状以实现治疗效果。
此外,具有形状记忆性能的聚合物材料也可以用于制造药物输送系统,通过控制材料的形状来实现药物的可控释放。
在智能材料领域,这种聚合物材料的应用也十分广泛。
例如,它可以用于制造自适应的机械元件。
在温度或压力变化时,这些材料能够自动调整形状,以适应不同的工作环境。
此外,形状记忆性的聚合物材料还可以应用于机器人和人工智能系统,通过调整材料形状来实现更灵活的运动和操作。
另外一个重要的应用领域是纺织业。
具有形状记忆性能的聚合物纤维可以用于制造智能纺织品。
例如,运动服装中可以添加这种聚合物材料,使其在运动时自动调整形状以提供更好的适应性和舒适度;座椅材料中添加这种材料可以实现自动适应体型,提供更好的坐姿支持。
最后,这种聚合物材料还可以应用于环境保护领域。
例如,制造具有形状记忆性能的管道材料,可以在温度变化时自动调节管道的形状,以提高输送效率。
此外,这种材料还可以用于制造自适应的太阳能板,以优化能量收集效率。