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聚酯纤维在生物医用材料方面用途广泛,但高分子材料表面的凝血在很大程度上限制了聚酯的应用。本文的主要目的是通过对聚酯的改性,改善其血液相容性,并对聚酯纤维的生物力学性能进行了体外的评价与表征,为最终实现体内力学性能的可预测性提供必要的依据。
本研究采用ZnO纳米粉体和聚酯单体对苯二甲酸乙二酯(BHET)共混,用超声波处理和高速搅拌相结合的方式使粉体分散在BHET中,然后将BHET缩聚,制出含ZnO纳米粉体的改性聚酯。并通过添加聚乙二醇(PEG)改善纳米粉体在聚酯中的分散性。扫描电镜照片表明,PEG能够大大提高纳米粉体的分散效果。
研究了纳米粉体的添加量对聚酯抗凝血性能的影响,同时研究了PEG的添加量及分子量对聚酯抗凝血性能的影响,以及不同的织物结构对聚酯纤维抗凝血性能的影响。研究发现,纳米ZnO粉体添加量为0.6﹪(wt﹪)的改性聚酯抗凝血性能最好;当PEG分子量为1000、PEG与ZnO纳米粉体添加量比为2:1时,所得改性聚酯抗凝血效果较好。
化学改性聚酯的方法主要是在聚酯中引入磺酸基团。当引入-SO3Na的量在6﹪(mol﹪)时,改性聚酯的抗凝血性能较好;采用离子交换的方法,将磺酸改性聚酯上的-SO3Na转变成-SO3H,可明显提高其抗凝血性能。
不同的织物结构对聚酯纤维的血液相容性有一定的影响。在机织物三原组织平纹、斜纹、缎纹及针织物基本组织纬平针、双罗纹等五种组织结构中,通过模糊综合评判,发现缎纹在一定程度上不易引起凝血发生。但针织物在生物力学性能等方面要比机织物好,更适合人体的内环境。
同时测试了各种改性聚酯的接触角,通过表面能和界面能的比较,初步探讨了改性聚酯的抗凝血机理。具有高极性、高表面能以及低界面自由能的材料可能具有较好的血液相容性。
本文的创新之处在于,运用模糊综合评判,评价了各种改性聚酯的抗凝血性能和织物结构对聚酯纤维血液相容性的影响,为日后抗凝血聚酯纤维的制备提供了初步的筛选;在聚酯中引入-SO3Na基团,并通过离子交换将磺酸改性聚酯上的-SO3Na变成-SO3H,实现了聚酯的类肝素化,改善了聚酯的抗凝血性能。由于磺酸改性聚酯与己工业化产品CDP类似,离子交换操作方便、成本低廉,这为抗凝血聚酯纤维的工业化生产提供了坚实的理论基础,具有重大的现实意义。