聚氨酯的表面改性2.ppt

原因：PEG 分子链上含有活泼的端羟基-OH，因此可以通过化学接枝方法将 PEG 或其衍生物接枝到生物材料的表面，在材料表面构建出类似于“刷子”的长链亲水层，以改善材料表面的亲水性能及其他性能。 MDI-二苯基甲烷二异氰酸酯；DCB-1,2邻二氯苯：tol甲苯，TEA三乙胺； 原因：未改性：长时间溶剂泡，会出现肿胀；长时间加热-裂纹 微波有序原因：可能是由于 PEG 分子内的偶极子以及分子运动在微波场中受到稳定电磁场的诱导，使分子间的碰撞出现一定的取向，从而形成了有 序的团聚。 伪足的血小板被激活了 聚氨酯的表面改性 ——低温等离子体改性 ——微波辅助化学接枝改性 汇报人：张琪 提纲 背景介绍 聚氨酯的表面改性方法 低温等离子表面改性 微波辅助化学接枝改性 两种方法的对比 研究背景 我国先天性心脏病的发病率为千分之七，每年新发病例近20万，其中约45％需要使用修复材料。 现有心血管修复材料： 异种血管和同种异体血管——生物相容性，但供应量有限，大量使用受限； 人工高分子材料——来源简单，能大量生产，抗凝血性好。 聚氨酯的选择 高分子材料需要加如助剂，助剂泄漏可能导致生物体病变。 聚氨酯材料在生物医学方面受到青睐的原因： 结构可设计性 不使用增塑剂等添加剂 具有多种不同物性 并且成型加工性能好 能经受各种消毒过程(如煮沸、高压蒸汽、药液浸泡、气体熏蒸和辐照消毒等)而不变性 　　　聚氨酯材料在手术恢复和人造血管领域具有广泛的应用，但是聚氨酯材料存在着降解等问题，为了改善其性能，需要对其进行表面改性。 聚氨酯的表面改性方法 物理改性 高能辐射线 紫外线辐照 低温等离子体 电晕放电 材料表面涂层 化学改性 表面化学接枝 偶合接枝 化学浸渍 生物改性 蛋白涂层 内皮细胞化 低温等离子体表面改性 硬组织替代生物材料 增加表面硬度，减小摩擦系数，延长使用寿命 增加材料表面的生物活性和植入稳定性 血液接触材料 等离子体聚合惰化表面 等离子体处理表面 等离子体接枝抗凝血物质 等离子体表面仿生改性 氨气等离子体表面修饰聚氨酯材料 预处理：浸入无水乙醇中30min，然后在真空干燥箱中干燥30min 实验参数：处理功率、等离子体放电时间、工作气压。 考察的修饰结果：聚氨酯材料表面的亲水性、表面氨基的浓度以及表面形态，处理的时效性。 等离子处理仪 修饰条件对表面修饰层化学组成的影响 工作气压对表面氨基浓度的影响 放电时间对表面氨基浓度的影响 处理功率对表面氨基浓度的影响 等离子体修饰条件对表面修饰层物理性质的影响 放电时间对PU膜表面接触角的影响 工作气压对PU膜表面接触角的影响 处理功率对PU膜表面接触角的影响 修饰样品的表面形态 不同工作气压下样品的SEM照片 (a)未经处理的空白对照样(b)20Pa (c) 50Pa(d) 70Pa (e) 90Pa 氨气等离子表面修饰的时效性 材料水接触角随放置时间的变化 微波辅助化学接枝改性 化学接枝改性 对 PU 的化学接枝改性是指通过离子键、共价键等化学键在 PU 的分子链上结合特定的分子，目前基本采用共价键合活性物质，改性后的材料拥有更稳定和更长久的抗凝血性能 微波辅助法 微波辅助的化学反应是建立在通过“微波介电加热”效应来有效地加热物质的基础上的，微波辐照可以使反应体系内部进行快速、均匀的加热。 PU膜表面接枝PEG 聚乙二醇及其衍生物是一种公认的理想的抗凝血物质，已经得到 FDA 在医疗应用上的认证。 表面接枝PEG的PU膜的制备过程：　　　 聚氨酯原料的提纯，目的是除去工业加工助剂等其他小分子； PU膜的制备； 微波辅助反应对PU膜进行活化，即在PU膜表面接枝MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯）； 聚乙二醇表面改性聚氨酯膜的制备。 其制备流程如图S1所示： 图S1 不同方法对接枝速率的影响 微波加热装置图S2 图S3微波功率对接枝速率的影响 MDI 的接枝量都随着微波功率的增大而提高； 反应的最佳微波辐照功率为 100W，而不是越大越好。 PEG-PU膜的性能 图S4PEG-PU膜的表面水接触角 PEG-PU比未改性前的 PU 接触角都有明显的改善。 利用微波辅助改性方法所得到PU-PEG 表面水接触角更小。 当PEG的分子量达到2000时PU膜的表面水接触角最小，为16.1°。 图S6传统加热方法PEG改性PU的扫描电镜图(a) 经过12小时加热后的PU; (b) PU-PEG400 图S5未改性PU和微波辅助PEG改性PU的扫描电镜图 (a) 未改性的PU; (b) PU-PEG400; 未经过改性的 PU 表面是十分平整，加热12小时后出现缺陷。 采用传统加热法接枝 PEG之后，PEG 在 PU