新型聚乙烯醇/聚乙二醇水凝胶热沉性能研究

为研究水凝胶作为热管理技术的可行性和潜力,采用物理循环冷冻法制备一种力学和经济性良好的新型聚乙烯醇(PVA)/聚乙二醇(PEG)复合水凝胶热沉,热沉尺寸为60 mm×60 mm×2 mm,通过表面的水分蒸发来实现自冷。在2712 W/m^(2)热流下进行散热性能探究实验,得到了升温特性、蒸发对流强度变化关系和溶胀变化规律。发现加入2.5%质量分数的PEG减小了随循环冷冻次数增加造成的制备变形,减小了75.53%的含水量衰减,同时使芯片表面控温下降7.53%。根据实验结果计算得到了蒸发换热系数,并研究了热流、厚度和湿度对蒸发散热的影响。通过对水凝胶不同温度和使用情况(4 h连续使用及120 d常温储存)下溶胀率的测定,证明水凝胶具备一定的短时使用可靠性,但对温度的敏感响应并不显著。

钢丝网骨架聚乙烯热熔胶复合管使用寿命测试研究

将钢丝网骨架聚乙烯热熔胶复合管作为研究对象,通过室温力学性能测试以及耐热性能测试的方式,确定外界因素对复合管使用寿命的影响。结果表明:当内压达到相应的负载量时,复合管出现强度失效情况;室温环境下复合管的极限弯矩为950 N·m,失效位移为250.0 mm,环刚度极值为45.0 kN,当超过此数值时,实验样本失效。安全温度为80~85℃,可承受的外部温度约为160℃。在上述工作条件下,复合管不会受到失效威胁。在日后复合管的应用过程中,可将此结果作为参考依据,延长复合管应用寿命。

聚乙烯醇/胶原共聚物在组织工程前交叉韧带支架材料中的实验研究

目的 :探索体外构建组织工程前交叉韧带 (anteriorcruciateligament,ACL)的支架材料。方法 :聚乙烯醇 (polyvinylalcohol,PVA)与胶原共聚后 ,深低温冷冻干燥成形、制孔。用酶消化法体外培养ACL细胞 ,种植到该支架上 ,立体培养。结果 :支架的表面和孔内均有细胞生长 ,状态良好。结论 :聚乙烯醇 /胶原共聚物支架具有良好的组织相容性和力学相容性 ,适合体外培养ACL细胞 ,通过进一步改善力学性能 ,有可能成为体外构建组织工程前交叉韧带的理想支架。

人工软骨材料-聚乙烯醇水凝胶的研制

聚乙烯醇溶液于－ ２０℃左右的温度下冷冻６～１２ ｈ，室温下融化１～２ ｈ，上述过程反复进行１～３ 次，然后对试样进行真空脱水处理，制得一种人工软骨材料——ＰＶＡ 水凝胶。通过光学显微镜和扫描电镜观察ＰＶＡ 水凝胶的微观形貌；通过差示扫描量热法（ＤＳＣ）及相应的力学性能试验研究反复冷冻融化、真空脱水和辐照交联对ＰＶＡ 水凝胶结晶度和力学性能的影响。

聚乙烯热熔胶增容聚乙烯基木塑复合材料的研究

采用废木粉和高密度聚乙烯制备复合材料,并采用一种聚乙烯热熔胶作为相容剂以增进憎水性的聚乙烯基材和亲水性的木粉界面的相互作用。评价了该热熔胶的增容效果,并对其增容机理进行了详细论述。研究结果表明:该热熔胶的主要成分为马来酸酐接枝高密度聚乙烯(PE-HDg-MAH)和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA);添加木粉有利于弯曲强度和弯曲模量的提高,但使冲击强度和拉伸强度迅速下降;该热熔胶可明显提高复合材料的力学性能,并且木粉的填充量越高,则增容作用就越明显;当木粉的用量为50％时,使用该热熔胶可使复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别提高115．6％、66．7％、38．1％和67％;基于这些结果可知,该热熔胶可显著提高聚乙烯基材／木粉界面处的亲和力,是聚乙烯基木塑复合材料理想的增容剂。

聚乙烯醇水凝胶的制备及性能

利用冷冻-解冻法制备聚乙烯醇(PVA)水凝胶,研究了不同因素对PVA水凝胶力学性能和溶胀特性的影响。结果表明,PVA水凝胶是一种典型的粘弹性材料,在一定应变区内,材料的拉伸模量随应变的增加而增大;拉伸强度和平均拉伸模量随PVA水溶液的浓度和冷冻-解冻循环次数的增加而增强,凝胶的最大拉伸强度和拉伸模量分别为2.27 MPa和0.95 MPa。溶胀特性研究显示,PVA水凝胶在生理盐水中的平衡溶胀比小于其在蒸馏水中的平衡溶胀比;凝胶的平衡溶胀比随浓度和冷冻-解冻次数的增加而下降,其下降趋势满足幂函数的变化规律;水凝胶的溶胀过程符合溶胀动力学方程。

聚乙烯醇凝胶及其中药透皮给药系统的初步研究

用浇注冷却法制备５种高分子亲水凝胶，对制备特性及韧弹性等进行比较；用其中较好的聚乙烯醇凝胶作为透皮给药系统载体，分别制备了盐酸维拉帕米贴膏和中药止咳祛痰贴膏，对其体外释放及临床疗效等进行了初步研究。结果提示，这种聚乙烯醇凝胶可望作为药物透皮给药系统的一种新的良好载体。

聚乙烯醇水凝胶与人关节软骨摩擦特性比较

利用自行研制的振子式摩擦仪测定了聚乙烯醇水凝胶自摩擦副、人关节软骨/聚乙烯醇水凝胶摩擦副的摩擦因数,并根据其Stribeck曲线对其摩擦润滑机理进行初步探讨,实验结果表明,在透明质酸润滑条件下,聚乙烯醇水凝胶与人关节软骨具有相似的摩擦学特性,且聚乙烯醇水凝胶自摩擦副的摩擦因数略小于聚乙烯醇水凝胶/人软骨的摩擦因数,由其Stribeck曲线初步判定其润滑机制为液膜润滑。

聚乙烯醇凝胶固定化脲酶及载体生物相容性的评价

本文以聚乙烯醇（ＰＶＡ）凝胶为载体，用包埋法对脲酶进行了固定化，并与聚丙烯酰胺固定化脲酶进行了对比研究。结果表明，ＰＶＡ凝胶固定化脲酶具有较高的活力收率（７９％）。其急性毒性及溶血试验合格，表明该材料具有良好的生物相容性。

人工髓核材料—聚乙烯醇水凝胶的溶胀性能研究

利用冷冻-解冻法制得聚乙烯醇(PVA)水凝胶弹性体,研究了其用于人工髓核材料的溶胀特性,以及聚乙烯醇浓度、溶胀温度、溶胀体系的pH值对其溶胀性能的影响,采用扫描电镜对其微观形貌进行了观察,并对其溶胀动力学进行了探讨。结果表明,聚乙烯醇水凝胶是一种多孔网状结构,网络孔径大小与水凝胶中聚乙烯醇的含量有关;增加聚乙烯醇的浓度,提高溶胀温度以及溶胀体系的pH值,其平衡溶胀率减小;通过溶胀动力学方程对其溶胀过程进行了描述,水凝胶中聚乙烯醇的含量,试样尺寸以及溶胀体系的pH值,是溶胀速率快慢的重要影响因素。

聚乙烯醇水凝胶人工软骨的连接试验

首先使水凝胶与金属纤维网实现微观机械嵌锁连接，然后用骨水泥（ＰＭＭＡ）将纤维网面与底层骨（或金属）粘接．这种方法可实现人工软骨与底层骨（或金属）的机械一化学连接．微观结构分析及力学测试表明界面连接牢固．

聚乙烯醇凝胶堵漏剂的室内研究

为解决地质钻孔钻井液漏失的问题,研制了一种新型堵漏剂——聚乙烯醇凝胶堵漏剂,该堵漏剂由聚乙烯醇、硼砂、二丁酯、羧甲基纤维素钠等化学交联反应而成。根据地质钻探钻孔堵漏材料性能的要求,对该堵漏剂进行了成胶时间、成胶黏度、溶胀性、抗稀释性、抗矿化物污染、堵漏等实验。结果表明:(1)当聚乙烯醇为3%、硼砂为0.8%、二丁酯为0.3%、羧甲基纤维素钠为0.3%、交联温度为35℃、p H值为10时,制备的聚乙烯醇凝胶堵漏剂性能为最好,成胶黏度达358 600 m Pa·s,成胶时间为18min;(2)成胶时间在0.1~1.0 h范围内可调,对不同大小通道适宜性好;(3)单独的凝胶堵漏剂最大承压能力达到6.0 MPa,加入1%木屑后最大承压能力提高到7.0 MPa,具有很好的堵漏效果。结论认为,所研制的聚乙烯醇凝胶堵漏剂具有较强的溶胀度、抗稀释、抗矿化物污染和堵漏能力,并且制备方便、价格低廉,可应用于裂缝、溶洞、孔隙及含有动水的复杂漏失地层。

高强度聚乙烯醇水凝胶微球的制备

以三氯甲烷/丙酮为凝固液,用高压静电技术制备了高强度、物理交联的聚乙烯醇(PVA)水凝胶微球.研究了凝固液组成、PVA溶液浓度、温度和湿度、电场强度、进样速度及微球冷冻次数等对PVA微球的形貌、粒径和强度的影响.结果表明,采用常压水蒸气控制PVA溶液温度与湿度的高压静电技术,可克服高浓度PVA溶液在强电场下出现微丝现象,形成的水凝胶微球具有强度高、粒径在一定范围内可控的特点.

人工髓核材料(半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体)的研制

研制一种可替代椎间盘髓核并恢复其功能的生物医用材料 ,探讨半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体材料临床应用的可行性。聚乙烯醇 (PVA)水溶液在 - 2 0℃下冷冻 6～ 12 h,室温下融化 1～ 2 h,上述过程重复 1～ 3次 ,然后对试样进行真空脱水 ,制得人工髓核材料 (半晶 PVA水凝胶弹性体 )。差示扫描量热法 (DSC)和力学性能试验研究了 PVA水溶液浓度、真空脱水和 γ射线辐照对水凝胶

聚乙烯醇水凝胶的制备及其溶胀性能

采用化学交联方法制备了PVA水凝胶,研究了PVA聚合度、醇解度等分子结构参数,反应温度、反应时间等合成工艺参数,交联剂用量、疏水单体用量、阴离子单体用量等化学组成对PVA水凝胶溶胀性能的影响。结果表明,采用聚合度为1 700、醇解度为95%的PVA1795为基体,当交联剂用量为1 mL,反应温度为80℃,反应时间为8 h,所制得的PVA水凝胶具有较高的溶胀率。

聚乙烯醇复合凝胶固定化糖化酶研究

以聚乙烯醇复合凝胶作为载体固定化糖化酶 ,最终酶活达到 1,5 5 8u/ g干胶 ,酶活回收率是 30 2 %。该固定化酶在 pH4 6 ,4 5℃下 ,以 10 %的可溶性淀粉为底物进行分批试验 ,操作半衰期为 35 0h 。

羟基磷灰石/聚乙烯醇水凝胶的制备与生物活性评价

背景:先前的研究表明,羟基磷灰石/聚乙烯醇水凝胶复合水凝胶(hydroxyapatite/polyvinylalcoholhydrogel,HA/PVA-H)具有较好的机械性能和耐摩擦磨损性能,这说明HA/PVA-H复合材料具有早期承载能力和较好的生物活性。那么HA/PVA-H复合材料能否通过羟基磷灰石粒子与周围骨组织较快地形成活性结合呢?目的:制备羟基磷灰石/聚乙烯醇水凝胶,并对其进行生物学评价。方法:将Ca(OH)2研磨过筛后,配制成一定浓度的悬浮分散液;加入质量分数15%的PVA水溶液中,添加二甲亚砜,最后按Ca/P比1.67:1加入H3PO4的乙醇溶液,制备HA/PVA-H。对试样进行体外模拟体液培养实验,测试浸泡前后SBF浸泡液的变化,并利用扫描电镜、FTIR、XRD对材料的结构进行了表征和分析。结果与结论:扫描电镜观察可知羟基磷灰石/聚乙烯醇水凝胶表面有结晶体形成,经XRD分析确认为弱结晶的羟基磷灰石晶体;浸泡之后浸泡液的pH值与Ca、P离子浓度下降,同时FTIR结果显示试样中的PO43-特征峰得到增强,且有CO32-的特征峰形成。结果提示,羟基磷灰石/聚乙烯醇水凝胶复合材料具有较好的生物活性。

聚乙烯醇水凝胶/钛合金摩擦磨损特性的正交试验研究

利用冷冻-解冻法制备聚乙烯醇(PVA)水凝胶,运用正交试验法在球-盘摩擦磨损试验机上研究滑动速度、载荷和润滑状态对PVA水凝胶/钛合金摩擦副摩擦系数的影响及在不同载荷下的磨损性能.结果表明:滑动速度、载荷和润滑状态3种因素对PVA水凝胶/钛合金球摩擦副的摩擦系数影响显著程度由高到低依次为载荷>滑动速度>润滑状态;在干摩擦和水润滑状态下,摩擦系数变化甚微,平均摩擦系数随滑动速度的增加而下降,随着载荷增加而升高;当转速从110 r/min升至220 r/min时,平均摩擦系数从0.038降至0.031,降幅达19.4%;当载荷从5 N增至10 N时,平均摩擦系数从0.027增至0.042,增幅达51.8%;PVA水凝胶的磨损率随载荷增加而降低且载荷对磨损率影响的显著程度逐渐降低;当载荷从5 N增至10 N时,磨损率降幅高达2.6倍,当载荷从10 N增至15 N时,仅下降35%.

聚乙烯醇水凝胶人工髓核置入对腰椎运动影响的生物力学研究

目的:研究髓核摘除后聚乙烯醇水凝胶人工髓核置入对腰椎活动度和椎间隙高度的影响。方法:对7具新鲜成人尸体L4/5正常椎间隙、髓核摘除后和置入人工髓核后在8.0Nm扭矩下的屈伸、侧弯和旋转的活动度(ROM)、中性区(NZ)和椎间隙高度变化进行测试、比较。结果:髓核摘除后,L4/5椎间屈伸、侧弯、旋转的ROM和NZ较正常组显著增加(P<0.05或0.01),在0和200N的负荷下椎间隙高度较相同情况下正常组分别下降1.2mm和1.7mm;置入人工髓核后,相对于正常椎间隙,L4/5椎间屈伸、侧弯、旋转的ROM和NZ无明显差异,较髓核摘除组明显下降(P<0.05或0.01),在0N和200N的负荷下椎间隙高度较相同情况下髓核摘除组分别增加1.6mm和2.0mm。结论:聚乙烯醇水凝胶人工髓核置入椎间盘切除后的椎间隙可有效恢复椎间隙高度,维持腰椎节段正常的三维运动功能稳定性。

人工软骨材料─聚乙烯醇水凝胶的研制

聚乙烯醇溶液经反复冷冻-融化、真空脱水及辐照交联处理后，制得一种人工软骨材料PVA-水凝胶．通过光学显微镜和扫描电镜观察PVA-水凝胶的微观形貌；通过差示扫描量热法（DSC）及相应的力学性能试验研究反复冷冻-融化、真空脱水和辐照交联对PVA-水凝胶结晶和力学性能的影响．该PVA-水凝胶的力学性能与人关节软骨相近，可望用于人工软骨材料．