[發明專利]劍麻纖維素納米晶須/聚乳酸生物復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410519180.4
• 申請日: 2014-10-07
• 公開（公告）號: CN104292439A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 樊新;劉錚;楊哲偉
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: C08G63/08
• 分類號: C08G63/08;C08B15/00
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于復合材料制備技術領域，特別涉及一種劍麻纖維素納米晶須/聚乳酸生物復合材料的制備方法。該方法利用聚乳酸低聚物接枝劍麻纖維素納米晶須與聚乳酸良好的相容性和界面結合作用，采用原位復合技術制備具有優秀的力學性能、降解性能和生物相容性的劍麻纖維素納米晶須/聚乳酸生物復合材料。

背景技術

左旋聚乳酸（PLLA）作骨移植替代材料植入體內后，隨著骨創傷的逐漸治愈，能夠通過酯鍵水解而逐漸降解，并最終分解為水和二氧化碳，被人體吸收或排出體外，無需二次手術取出，簡化了手術程序且提高了治療效果，從而成為新一代生物材料研究熱點（Q.W.?Zhang,?V.N.?Mochalin,?I.?Neitzel,?et?al.?Mechanical?properties?and?biomineralization?of?multifunctional?nanodiamond-PLLA?composites?for?bone?tissue?engineering[J].?Biomaterials,?2012,?33(20):?5067-5075.）。通過天然植物纖維增強改性聚乳酸來提高復合材料的力學性能和降解性能是目前聚乳酸復合材料改性的研究熱點（A.?Hidayat,?S.?Tachibana.?Characterization?of?polylactic?acid?(PLA)/kenaf?composite?degradation?by?immobilized?mycelia?of?Pleurotus?ostreatus[J].?International?Biodeterioration?&?Biodegradation,?2012,?71:?50-54.）。

劍麻纖維素納米晶須具有高純度、高結晶度、高楊氏模量、高強度（其強度2~3GPa）等特性，以及具有生物材料的輕質、可降解、生物相容及可再生等特點；同時，劍麻纖維素納米晶須表面含有大量的羥基，具有很高的反應活性，經過修飾后的劍麻纖維素納米晶須與聚合物具有良好的界面相容性，比纖維素更能有效提高復合材料的強度和韌性，適于作為高性能生物復合材料的增強材料（H.?Mark.?Defects?in?natural?fibres:?their?origin,?characteristics?and?implications?for?natural?fibre-reinforced?composites[J].?Journal?of?Materials?Science,?2012,?47(2):?599-609;?Q.F.?Shi,?C.J.?Zhou,?Y.Y.?Yue,?et?al.?Mechanical?properties?and?in?vitro?degradation?of?electrospun?bio-nanocomposite?mats?from?PLA?and?cellulose?nanocrystals[J].?Carbohydrate?Polymers,?2012,?90(1):?301-308.）。

本發明利用聚乳酸低聚物接枝劍麻纖維素納米晶須與聚乳酸良好的相容性和界面結合作用，采用原位復合技術制備劍麻纖維素納米晶須/聚乳酸生物復合材料。同時，通過優化劍麻纖維素納米晶須與丙交酯單體的摩爾比，制備具有優秀的力學性能、降解性能和生物相容性的劍麻纖維素納米晶須/聚乳酸生物復合材料。本思路未見文獻報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種劍麻纖維素納米晶須/聚乳酸生物復合材料的制備方法。

本發明的思路：利用聚乳酸低聚物接枝劍麻纖維素納米晶須與聚乳酸良好的相容性和界面結合作用，采用原位復合技術制備具有優秀力學性能、降解性能和生物相容性的劍麻纖維素納米晶須/聚乳酸生物復合材料。

具體步驟為：

(1)將劍麻纖維素納米晶須與提純后的L-丙交酯單體按摩爾比混合均勻后置于經過預處理的安瓿瓶中，備用；所述提純后的L-丙交酯單體是由乳酸減壓蒸餾制備；所述劍麻纖維素納米晶須與提純后的L-丙交酯單體的混合摩爾比為1:99、1:19、1:9、1:4、3:7、2:3和1:1中的一種；所述安瓿瓶的預處理過程為在400℃下處理2小時，然后真空冷卻至室溫。

(2)將引發劑辛酸亞錫加入到步驟(1)備用的安瓿瓶中，然后抽真空，將安瓿瓶瓶內壓強降至1Pa以下，用酒精噴燈對安瓿瓶進行封口；所加入的辛酸亞錫與步驟(1)使用的提純后的L-丙交酯單體的物質的量之比為1:12000。