通过纤维素纳米晶体在现场合成的生物相容形状记忆聚氨烯酸盐提高性能
Mahbubeh Beikmohammadi Eyni1, Akbar Shojaei1, Samaneh Salkhi Khasraghi1
1Department of Chemical and Petroleum Engineering, Sharif University of Technology, P.O. Box 11155-9465, Tehran, Iran.
International journal of biological macromolecules
|January 24, 2025
概括
这项研究使用聚氨烯酸盐 (PUA) 中的纤维素纳米晶体 (CNC) 开发了新的生物相容纳米复合材料. 这些材料表现出增强的机械性能和形状记忆性能,使它们适合先进的应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 生物材料工程 生物材料工程
背景情况:
- 基于聚烯酸的聚氨烯酸盐 (PUA) 是一种多用途的聚合物.
- 使用可再生,生物相容的填充剂来增强PUA的特性是可取的.
- 纤维素纳米晶 (CNC) 提供可调整的机械和表面性能.
研究的目的:
- 通过现场聚合开发新的PUA/CNC纳米复合材料.
- 研究改CNCs (S-CNCs) 对PUA特性的影响.
- 评估开发的纳米复合材料的形状记忆行为和生物相容性.
主要方法:
- 纤维素纳米晶体 (CNCs) 被从棉花中提取出来,并用silane进行了功能化.
- 在现场聚合被用于将S-CNC纳入PUA矩阵.
- 进行了拉伸测试,动态机械分析和形状记忆测试.
- 对PUA及其纳米复合材料进行了生物相容性评估.
主要成果:
- 在2 wt%的负载下,S-CNC的拉伸强度提高了60%左右,Young的模量提高了25%左右.
- 在0.5%重量%的S-CNC负载下实现了最佳的性能增强.
- 在PUA和纳米复合材料中,形状固定度超过95%,形状回收率接近100%.
- S-CNC 缩短了 50% 的形状恢复时间,并且在很大程度上保持了 PUA 的生物相容性.
结论:
- 开发的PUA/S-CNC纳米复合材料具有卓越的机械和形状记忆性能.
- 在PUA矩阵中,S-CNCs作为有效的增强剂.
- 这些纳米复合材料对于需要增强机械性能,快速形状恢复和生物相容性的应用具有前景.
