[發明專利]一種高分子壓電復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710019748.X
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106751250B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 師東良;李華;蔡奇勛;沈品泉;齊燕;張春梅;薛文超
• 申請（專利權）人: 上海交通大學醫學院附屬新華醫院
• 主分類號: C08L27/16
• 分類號: C08L27/16;C08K3/24;A61L27/44;A61L27/50
• 代理公司: 上海卓陽知識產權代理事務所(普通合伙) 31262
• 代理人: 曹翠娟

本發明涉及一種高分子壓電復合材料及其制備方法和應用。所述的高分子壓電復合材料的制備方法包括以下步驟：將聚偏氟乙烯、N,N?二甲基甲酰胺和丙酮按照質量比(1?3):(4?6):(4?6)混合，在室溫下攪拌24?72h至聚偏氟乙烯完全溶解，得到聚偏氟乙烯溶液；隨后向聚偏氟乙烯溶液中加入質量為聚偏氟乙烯2?80wt％的壓電功能體，在室溫下攪拌48?72h，即得到壓電功能體均勻分散的聚偏氟乙烯混合液，造粒即可。該材料可達到納米級，能夠產生電勢，壓電性能十分優異，用于制備人工韌帶能夠達到感知關節形變，產生生物電，電流通過韌帶殘端的神經末梢上傳至中樞的效果，且無毒、無害、生物相容性強。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體地說，涉及一種高分子壓電復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

材料從使用性能上可以分為結構材料和功能材料兩大類，其中結構材料以其強度、韌性、硬度、彈性等力學特性為應用依據，功能材料以其電、磁、光、聲、熱等物理性能為基礎，用以制作有特殊功能的器件。壓電材料是實現機械能與電能相互轉換的功能材料，是一類對機、電、聲、光、熱敏感的電子材料，目前廣泛應用于工業部門和高科技領域。

壓電材料分為壓電陶瓷、壓電晶體和壓電復合材料。壓電復合材料是指由至少一種壓電相材料與非壓電相材料按照一定的連通方式組合在一起而構成的一種具有壓電效應的新材料。按照各相材料的連通方式，壓電復合材料一般可分為十種基本類型，即0-0、0-1、0-2、0-3、1-1、1-2、1-3、2-2、2-3、3-3型。其在介電材料、傳感及控制、水聲材料、熱釋電材料等方面都有廣泛的研究和應用。

目前已知的壓電復合材料種類眾多，例如：中國專利文獻CN201310025599.X，公開日2013.05.15，公開了一種透明抗靜電的聚偏氟乙烯壓電材料及其制備方法，該聚偏氟乙烯壓電材料為聚偏氟乙烯和離子液體的混合物，方法是首先將聚偏氟乙烯和離子液體80～110℃下真空干燥24～48h；干燥后的聚偏氟乙烯和離子液體按質量比為100:0.5～40，加入熔融混煉設備180～200℃下熔融混煉，得到混合物；最后將混合物從熔融混煉設備中出料，降至常溫并結晶，得到聚偏氟乙烯壓電材料。中國專利文獻CN201410820024.1，公開日2015.04.22，公開了一種超韌壓電聚乳酸/聚偏氟乙烯合金材料及其制備方法，該材料為共混物，主要包括聚乳酸樹脂、聚偏氟乙烯樹脂、相容劑，還可包括聚乳酸結晶成核劑、無機填料、其他熱塑性樹脂；聚乳酸樹脂為聚乳酸樹脂和聚偏氟乙烯樹脂總重量的5～95wt％，聚偏氟乙烯樹脂為聚乳酸樹脂和聚偏氟乙烯樹脂總重量的95～5wt％，相容劑為聚乳酸樹脂和聚偏氟乙烯樹脂總重量的0.01～15wt％，將上述原料熔融共混后，以5～20毫米/分鐘的拉伸速率在常溫下進行拉伸1～5倍即可。

人工韌帶為全部或部分地傳送軟組織和軟組織、軟組織和硬組織、硬組織和硬組織之間作用力的植入物，還包括類似天然結構的支撐韌帶以及與天然結構同時使用的韌帶假體，用于韌帶損傷的替代修復。目前人工韌帶的缺點是不具有模擬韌帶含有的本體感受器的感受本體感覺——生成生物電沖動——上傳的功能，該功能的缺失是人工韌帶植入手術康復效果不佳的關鍵原因。

目前關于壓電復合材料在人工韌帶中的應用尚未見報道。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中的不足，提供一種高分子壓電復合材料。

本發明的再一的目的是，提供所述的高分子壓電復合材料的制備方法。

本發明的另一的目的是，提供所述的高分子壓電復合材料的用途。

本發明的第四個目的是，提供一種人工韌帶。

為實現上述第一個目的，本發明采取的技術方案是：