【碩士】功能性聚氨酯泡沫的合成及其應(yīng)用研究

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　　【碩士】功能性聚氨酯泡沫的合成及其應(yīng)用研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：安徽大學(xué)　　學(xué)位年度：2009　　聚氨酯是一種具有氨基甲酸酯鏈段重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的聚合物，聚氨酯泡沫通過異氰酸酯、多元醇以及發(fā)泡劑反應(yīng)合成，形成由軟段和硬段交替組成的結(jié)構(gòu)。其制品種類繁多，性能優(yōu)異，在可棄包裝材料、家具、汽車、隔音、減震等方面都得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在服飾、玩具、電器、以及無回波暗室方面。目前無回波暗室中大量使用的錐體材料是由聚氨酯泡沫和吸波劑構(gòu)成的復(fù)合材料。同時(shí)，對(duì)無回波暗室的需求為發(fā)展新型聚氨酯泡沫塑料提出了新的挑戰(zhàn)。然而，由于吸波劑很容易脫離聚氨酯泡沫，因此傳統(tǒng)的制備工藝必須改進(jìn)。除此之外，聚氨酯泡沫具有良好的生物相容性和生物降解性，但其親水性差，導(dǎo)致其在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用受到一定的限制。因此，改善聚氨酯泡沫的親水性，使其綠色化變得非常重要。聚氨酯泡沫由于具有良好的生物降解性和多孔結(jié)構(gòu)，可作為化肥的載體呈現(xiàn)緩釋行為。近年來，有報(bào)道將生物降解性的聚氨酯泡沫進(jìn)行載藥，然后對(duì)其藥物緩釋行為進(jìn)行研究。當(dāng)今，納米控釋系統(tǒng)作為獨(dú)特的藥物新劑型得到越來越廣泛的關(guān)注，有理由相信納米聚氨酯泡沫緩釋材料是今后的發(fā)展方向之一。本論文為提高聚氨酯泡沫吸波材料的吸波性能，改進(jìn)傳統(tǒng)制備工藝，制備了新型的聚氨酯/碳納米管復(fù)合泡沫吸波材料；為改善聚氨酯泡沫的吸水性，提高聚氨酯泡沫的生物相容性，制備了高吸水性聚乙烯醇-聚氨酯泡沫材料。并且在多孔氧化鋁膜的孔道中原位合成了聚氨酯納米線，同時(shí)，以聚氨酯納米線作為藥物載體，對(duì)模型藥物-諾氟沙星進(jìn)行包覆，制備了諾氟沙星/聚氨酯納米線/AAO膜緩釋體系，并對(duì)其藥物緩釋行為進(jìn)行研究。具體研究工作主要包括以下三個(gè)部分：一、聚氨酯/碳納米管復(fù)合泡沫吸波材料的制備及其吸波性能研究以聚醚多元醇、甲苯二異氰酸酯為主要原料制備預(yù)聚體，然后在預(yù)聚體中分別摻雜2 wt%、3 wt% 和5 wt%的碳納米管并充分?jǐn)嚢?，再加入水作為發(fā)泡劑，水與過量的甲苯二異氰酸酯反應(yīng)生成二氧化碳和胺，胺又迅速與甲苯二異氰酸酯反應(yīng)生成脲鍵。反應(yīng)中釋放的二氧化碳在預(yù)聚體中產(chǎn)生大量氣泡，將預(yù)聚體烘培從而形成泡沫。由此，成功地合成了黑色的聚氨酯/碳納米管復(fù)合泡沫。采用安捷倫數(shù)字化矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀在5～18 GHz頻段范圍內(nèi)對(duì)該材料的微波吸收性能進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明：摻雜了碳納米管的聚氨酯復(fù)合泡沫材料在11～17 GHz頻段內(nèi)具有很好的微波吸收效果，反射損耗隨著碳納米管摻雜比例的增加而增大。通過首先在預(yù)聚體中摻雜吸波劑，然后再發(fā)泡形成泡沫吸波材料，解決了傳統(tǒng)工藝中直接把聚氨酯泡沫浸漬在吸波劑的溶液里制備吸波材料，吸波劑易脫離泡沫基體的問題。二、高吸水性聚乙烯醇-聚氨酯泡沫的制備及其吸水性能研究分別采用以下兩種不同的方法制得高吸水性聚氨酯泡沫：1）在合成的聚氨酯預(yù)聚體中摻入一定量帶有親水性基團(tuán)的聚乙烯醇并共混，然后發(fā)泡而成；2）用聚乙烯醇水溶液代替水作為發(fā)泡劑摻入合成的聚氨酯預(yù)聚體中，共同發(fā)泡而成。結(jié)果表明：聚乙烯醇-聚氨酯復(fù)合泡沫材料具有很好的吸水性能。三、諾氟沙星/聚氨酯納米線/AAO膜藥物緩釋行為研究（1）多孔氧化鋁膜的制備多孔氧化鋁膜一般是通過在磷酸或草酸的電解液中氧化高純鋁得到的，而本論文要求制備出大孔徑的而且孔分布均勻的氧化鋁膜；本文使用混合多元酸（5 wt%磷酸和0.4 M草酸，體積比1：1）作為電解質(zhì)。用掃描電鏡（SEM）觀察了雙通AAO膜的形貌，發(fā)現(xiàn)其孔徑在150~200 nm，孔徑分布也較均勻。（2）聚氨酯納米線在多孔氧化鋁膜中的合成以聚醚二元醇、聚醚三元醇和甲苯二異氰酸酯為主要原料，在多孔氧化鋁膜的納米孔道中合成聚氨酯納米線。通過SEM和紅外光譜的表征，證明成功合成了聚氨酯納米線。（3）諾氟沙星/聚氨酯納米線/AAO膜藥物緩釋行為的研究以諾氟沙星作為模型藥物，對(duì)其進(jìn)行包覆，分別制備了諾氟沙星/聚氨酯泡沫、諾氟沙星/AAO膜以及諾氟沙星/聚氨酯納米線/AAO膜三種藥物緩釋體系，并且在模擬體液（pH=7.4）中進(jìn)行了藥物體外緩釋，通過紫外-可見分光光度計(jì)研究了藥物體外緩釋行為。研究結(jié)果表明這三種緩釋體系均具有很好的緩釋作用，值得一提的是諾氟沙星/聚氨酯納米線/AAO膜藥物緩釋體系能有效地抑制藥物的“突釋”現(xiàn)象。而且，這三種緩釋體系的緩釋速率與時(shí)間的平方根成正比，基本都符合Higuiehi模型。　　　　　　

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