具有双交联网络结构的纳米复合材料的制备及介电性能

利用官能团反应活化能的差异,通过控制反应温度和时间制备了一种具有双交联网络结构的钛酸钡/聚芳醚酮纳米复合膜(BT-BCB/c-DPAEK).对比研究纯聚合物薄膜及未经交联处理和仅进行单交联处理的复合薄膜发现,BT-BCB/c-DPAEK具有更加优异的力学性能和热性能,并且其介电性能表现出良好的频率稳定性和温度稳定性.由于双交联网络对于复合材料两相间界面的改善及高温下对聚合物分子链运动的限制,BT-BCB/c-DPAEK表现出十分优异的储能性能,特别是在150℃,300 MV/m场强下依然保持1.75 J/cm^(3)的储能密度和80%的放电效率.

同轴打印双交联海藻酸钠/丝素蛋白血管网络支架

背景:构建组织工程类血管结构是复杂组织和器官再生的关键,利用3D打印技术构建类血管结构成为目前研究的热点。目的:利用生物3D打印和同轴挤出系统,采用海藻酸钠和丝素蛋白组成的生物墨水,同轴打印具有高度有序排列的可灌注血管结构。方法:以含5%海藻酸钠与5%丝素蛋白的混合溶液作为生物墨水,以含5%氯化钙与13%F127的混合溶液作为交联剂,采用生物打印机打印海藻酸钠/丝素蛋白凝胶,进行光学相干层析成像与扫描电镜观察。将含5%海藻酸钠与5%丝素蛋白的混合溶液与人肝癌细胞C3A悬液混合,作为生物墨水,以含5%氯化钙与13%F127的混合溶液作为交联剂,采用生物打印机打印含细胞的海藻酸钠/丝素蛋白凝胶,置入培养基中培养24 h后进行Calcein-AM染色,荧光显微镜下观察。结果与结论:①光学相干层析成像:支架结构为多层复合的中空管道,凝胶丝具有完整的中空结构,且各通道之间互相贯通,这种结构类似血管的中空通道,有利于营养物质和代谢废物的运输;②扫描电镜:可见并行排列的中空管道结构,管道边界清晰,直径在400μm左右,且边界之间形成了由F127去除导致的微孔结构;③荧光显微镜:细胞均匀分散在通道两侧的材料中,细胞在支架中的生长情况良好,细胞存活率高于95%;④结果表明:基于同轴喷头的生物3D打印技术和海藻酸钠/丝素蛋白生物墨水,可用于进一步构建血管化功能组织。

基于离子液体协同法的双交联结构细菌纤维素/聚丙烯酰胺凝胶聚合物电解质构建

为实现凝胶电解质性能间的平衡,以氧化细菌纤维素为基体,分别采用3种阴离子类咪唑型离子液体与其实现离子交联,同时将丙烯酰胺在交联体中进行原位自由基聚合,制备细菌纤维素/聚丙烯酰胺双交联结构的凝胶聚合物电解质。其中阴离子类咪唑型离子液体分别是1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(EMIMBF_(4))、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(EMIMPF_(6))和1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐(EMIMTFSI),在构筑双交联结构凝胶聚合物电解质中起到了关键的协同作用。结果表明:在以EMIMBF_(4)为协同剂时,制备的凝胶聚合物电解质具有最优的力学性能和离子电导率;断裂伸长率为38.36%,拉伸强度为175.25 kPa,离子电导率达到20.16 mS/cm。

环氧化天然橡胶对豆粕胶黏剂性能的影响

【目的】以豆粕(SM)为主要原料,通过构建双交联网络结构,提升豆粕胶黏剂的耐水胶合性能和固化胶层韧性,为豆粕胶黏剂的产业化应用提供理论依据和技术指导。【方法】利用环氧化天然橡胶(ER)和丙三醇三缩水甘油醚(PTGE),在豆粕胶黏剂体系构建双交联网络结构,研究不同环氧值ER对豆粕胶黏剂化学成分、黏度、吸湿性、残留率、热稳定性、断面形态等的影响,表征所制备杨木胶合板的耐水胶合强度。【结果】1)环氧值为50%的ER-50协同环氧交联剂PTGE改性豆粕胶黏剂(SMP/ER-50),其耐水胶合强度为1.02 MPa,相比对照组提升292.3%,达到国家Ⅱ类杨木胶合板标准;2)扫描电子显微镜显示,SMP/ER-50胶黏剂的固化胶层断面出现均匀相分离结构,可有效提升胶黏剂的韧性;3) SMP/ER-50胶黏剂具有优异的耐水性能,其残留率为90.54%,较对照组提升26.65%;吸湿性为19.28%,较对照组降低14.99%。【结论】SMP/ER-50胶黏剂耐水胶合性能和固化胶层韧性显著提高的主要原因是PTGE和ER-50在豆粕胶黏剂体系中形成致密的双交联网络结构,阻止水分浸入,提高胶黏剂的耐水胶合强度;双交联网络中,当受到外力作用时,ER吸收部分应力,可起到能量耗散作用,进而实现豆粕胶黏剂的增韧增强。

贻贝启发的抗菌骨粘合剂的制备与性能

骨粘合剂因其快速且稳定的骨粘结性能而受到广泛关注。然而,商用粘合剂的较差生物相容性所导致的不良反应限制了其广泛使用。基于贻贝粘附剂的启发,利用氧化透明质酸(OHA)、单宁酸(TA)与聚赖氨酸(PL)三者共混制备了一种生物相容性良好的双交联网络抗菌骨粘合剂。该粘合剂的粘合粘结强度~450 kPa,搭接粘结强度为~250 kPa,其优异的粘附性能,自愈合性与可注射性可以满足多种临床应用场景,其良好的体外生物相容性为骨细胞增殖和组织愈合提供了稳定的生长环境。此外,单宁酸的抗菌性能使该粘合剂可杀死95%以上的金黄葡萄球菌与大肠杆菌,降低了骨折处发生细菌感染的风险。

转谷氨酰胺酶催化增强明胶基粘合剂

明胶基粘合剂因其良好的生物相容性被广泛的应用于组织工程领域,但其粘合能力仍存在较大提升空间。在本研究中,通过葡聚糖醛与明胶间的席夫碱反应形成一层交联网络,同时加入转谷氨酰胺酶,使其与明胶利用酶促交联反应形成另一层交联网络,通过双交联网络的形成提高了明胶基粘合剂性能。通过小瓶倒置、溶胀、压缩和搭接剪切等测试凝胶性能及粘合剂性能。结果表明,改性后的明胶基粘合剂具有适宜注射使用的凝胶时间,较低的溶胀比,压缩模量最高可达33.6kPa,是未改性明胶的4倍,粘合强度最高可达25.9kPa,是未改性明胶的12倍。明胶基粘合剂的性能得到了提升。