玻璃碳、人工氣管的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了玻璃碳、人工氣管的制備方法，用于人工氣管的玻璃碳包括以下重量份計(jì)的原料：聚丙烯腈40~100份、聚硅氧烷30~40份、醋酸纖維素80~100份、聚氯乙烯20~30份、磷酸三鈣10~20份、氧化鉀90~100份、二氧化鈦20~70份、聚二甲基硅氧烷60~90份。制備方法：聚丙烯腈、聚硅氧烷、醋酸纖維素、聚氯乙烯、磷酸三鈣、氧化鉀、二氧化鈦、聚二甲基硅氧烷混合均勻，熔化，冷卻成型；在無氧介質(zhì)中進(jìn)行碳化處理，然后升溫至2000~3000℃反應(yīng)1~2h。本發(fā)明的玻璃碳生物穩(wěn)定性較好，彈性模量為22~24GPa，疲勞強(qiáng)度為93~100MPa，抗壓強(qiáng)度為680~700MPa，耐生物老化性能強(qiáng)。
【專利說明】
玻璃碳、人工氣管的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及生物醫(yī)藥材料領(lǐng)域，尤其涉及一種用于人工氣管的玻璃碳及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 玻璃碳(GC)是一種新型的碳材料.玻璃碳，具有氣密性和導(dǎo)電性好、熱脹系數(shù)小、 質(zhì)地堅(jiān)硬和易于拋光成鏡面、化學(xué)惰性、具有較高的氫超電位等特點(diǎn)，因此適用于做電化學(xué) 和電分析用的工作電極材料。因其端口形貌和結(jié)構(gòu)特征類似玻璃而被稱做玻璃碳，是1962 年由英國(guó)的Davison和日本Yamada幾乎同時(shí)發(fā)明了的。由于玻璃碳具有密度小、耐高溫、抗 滲透等特性，使其在化學(xué)工業(yè)、冶金工業(yè)、電子工業(yè)、生物工程等諸多領(lǐng)域有廣泛的用途。
[0003] 玻璃碳具有氣密性和導(dǎo)電性好、熱脹系數(shù)小、質(zhì)地堅(jiān)硬和易于拋光成鏡面、化學(xué)惰 性、具有較高的氫超電位等特點(diǎn)，因此適用于做電化學(xué)和電分析用的工作電極材料。電極的 形式有棒狀、圓盤、旋轉(zhuǎn)圓盤、旋轉(zhuǎn)環(huán)盤電極等。玻璃碳電極適用的電位范圍較寬，既可以在 負(fù)電位區(qū)研究無機(jī)物，也可以研究多在正電位區(qū)發(fā)生的有機(jī)物的氧化還原反應(yīng)。用它作基 體，還可以制備汞膜玻碳電極和化學(xué)修飾電極。電極在使用前要進(jìn)行表面拋光、化學(xué)處理和 電化學(xué)處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于人工氣管的玻璃碳及其制備方法，玻 璃碳耐生物老化性能強(qiáng)。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 用于人工氣管的玻璃碳，包括以下重量份計(jì)的原料:聚丙烯腈40~100份、聚硅氧烷30 ~40份、醋酸纖維素80~100份、聚氯乙烯20~30份、磷酸三鈣10~20份、氧化鉀90~100份、 二氧化鈦20~70份、聚二甲基硅氧烷60~90份。
[0006] 作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，用于人工氣管的玻璃碳，包括以下重量份計(jì)的原料： 聚丙烯腈70份、聚硅氧烷35份、醋酸纖維素90份、聚氯乙烯25份、磷酸三鈣15份、氧化鉀95 份、二氧化鈦50份、聚二甲基硅氧烷70份。
[0007] 作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，二氧化鈦的粒徑為40~150μπι。
[0008] 作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，聚丙烯腈的分子量為10000~20000。
[0009] 本發(fā)明還提供了一種用于人工氣管的玻璃碳的制備方法。
[0010] -種用于人工氣管的玻璃碳的制備方法，包括以下步驟:聚丙烯腈、聚硅氧烷、醋 酸纖維素、聚氯乙烯、磷酸三鈣、氧化鉀、二氧化鈦、聚二甲基硅氧烷混合均勻，熔化，冷卻成 型；在無氧介質(zhì)中進(jìn)行碳化處理，然后升溫至2000~3000°C反應(yīng)1~2h，碳化處理時(shí)間為20 ~50min〇
[0011] -種人工氣管，其采用上述玻璃碳制成。
[0012] 有益效果:現(xiàn)有技術(shù)的玻璃碳由于生物環(huán)境的腐蝕造成其中金屬離子向周圍組織 擴(kuò)散，本發(fā)明的玻璃碳可以作為人工氣管應(yīng)用，不易腐蝕擴(kuò)散，是因?yàn)榻?jīng)碳化處理后的玻璃 碳生物穩(wěn)定性較好，彈性模量為22~24GPa，疲勞強(qiáng)度為93~lOOMPa，抗壓強(qiáng)度為680~ 700MPa，耐生物老化性能強(qiáng)。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0014] 實(shí)施例1 用于人工氣管的玻璃碳，包括以下重量份計(jì)的原料:聚丙烯腈70份、聚硅氧烷35份、醋 酸纖維素90份、聚氯乙烯25份、磷酸三鈣15份、氧化鉀95份、二氧化鈦50份、聚二甲基硅氧烷 70份。
[0015] 二氧化鈦的粒徑為100μπι。
[0016]聚丙稀腈的分子量為15000。
[0017] -種用于人工氣管的玻璃碳的制備方法，包括以下步驟:聚丙烯腈、聚硅氧烷、醋 酸纖維素、聚氯乙烯、磷酸三鈣、氧化鉀、二氧化鈦、聚二甲基硅氧烷混合均勻，熔化，冷卻成 型;在無氧介質(zhì)中進(jìn)行碳化處理，然后升溫至2500°C反應(yīng)1.5h。
[0018] 碳化處理時(shí)間為40min。
[0019] 實(shí)施例2 用于人工氣管的玻璃碳，包括以下重量份計(jì)的原料:聚丙烯腈40份、聚硅氧烷30份、醋 酸纖維素80份、聚氯乙烯20份、磷酸三鈣10份、氧化鉀90份、二氧化鈦20份、聚二甲基硅氧烷 60份。
[0020] 二氧化鈦的粒徑為40μηι。
[0021] 聚丙稀腈的分子量為10000。
[0022] -種用于人工氣管的玻璃碳的制備方法，包括以下步驟:聚丙烯腈、聚硅氧烷、醋 酸纖維素、聚氯乙烯、磷酸三鈣、氧化鉀、二氧化鈦、聚二甲基硅氧烷混合均勻，熔化，冷卻成 型;在無氧介質(zhì)中進(jìn)行碳化處理，然后升溫至2000°C反應(yīng)lh。
[0023] 碳化處理時(shí)間為20min。
[0024] 實(shí)施例3 用于人工氣管的玻璃碳，包括以下重量份計(jì)的原料:聚丙烯腈100份、聚硅氧烷40份、醋 酸纖維素100份、聚氯乙烯30份、磷酸三鈣20份、氧化鉀100份、二氧化鈦70份、聚二甲基硅氧 烷90份。
[0025] 二氧化鈦的粒徑為150μηι。
[0026]聚丙稀腈的分子量為20000。
[0027] -種用于人工氣管的玻璃碳的制備方法，包括以下步驟:聚丙烯腈、聚硅氧烷、醋 酸纖維素、聚氯乙烯、磷酸三鈣、氧化鉀、二氧化鈦、聚二甲基硅氧烷混合均勻，熔化，冷卻成 型;在無氧介質(zhì)中進(jìn)行碳化處理，然后升溫至3000 °C反應(yīng)2h。
[0028] 碳化處理時(shí)間為50min。
[0029] 實(shí)施例4 用于人工氣管的玻璃碳，包括以下重量份計(jì)的原料:聚丙烯腈90份、聚硅氧烷33份、醋 酸纖維素85份、聚氯乙烯22份、磷酸三鈣12份、氧化鉀93份、二氧化鈦30份、聚二甲基硅氧烷 70份。
[0030] 二氧化鈦的粒徑為60μηι。
[0031]聚丙稀腈的分子量為12000。
[0032] -種用于人工氣管的玻璃碳的制備方法，包括以下步驟:聚丙烯腈、聚硅氧烷、醋 酸纖維素、聚氯乙烯、磷酸三鈣、氧化鉀、二氧化鈦、聚二甲基硅氧烷混合均勻，熔化，冷卻成 型;在無氧介質(zhì)中進(jìn)行碳化處理，然后升溫至2200°C反應(yīng)1.2h。
[0033] 碳化處理時(shí)間為25min。
[0034] 實(shí)施例5 用于人工氣管的玻璃碳，包括以下重量份計(jì)的原料:聚丙烯腈80份、聚硅氧烷38份、醋 酸纖維素97份、聚氯乙烯28份、磷酸三鈣18份、氧化鉀98份、二氧化鈦60份、聚二甲基硅氧烷 80份。
[0035] 二氧化鈦的粒徑為130μηι。
[0036] 聚丙稀臆的分子量為18000。
[0037] -種用于人工氣管的玻璃碳的制備方法，包括以下步驟:聚丙烯腈、聚硅氧烷、醋 酸纖維素、聚氯乙烯、磷酸三鈣、氧化鉀、二氧化鈦、聚二甲基硅氧烷混合均勻，熔化，冷卻成 型;在無氧介質(zhì)中進(jìn)行碳化處理，然后升溫至2800°C反應(yīng)1.8h。
[0038] 碳化處理時(shí)間為40min。
[0039] 對(duì)比例1 與實(shí)施例1相同，不同在于:省略在無氧介質(zhì)中進(jìn)行碳化處理的步驟。
[0040] 性能測(cè)試 測(cè)定實(shí)施例和對(duì)比例的產(chǎn)品性能，結(jié)果見表1。
[0041] 表1
結(jié)論:經(jīng)碳化處理后的玻璃碳生物穩(wěn)定性較好，不會(huì)像現(xiàn)有技術(shù)的玻璃碳由于生物環(huán) 境的腐蝕造成其中金屬離子向周圍組織擴(kuò)散，本發(fā)明的玻璃碳彈性模量為22~24GPa，疲勞 強(qiáng)度為93~lOOMPa，抗壓強(qiáng)度為680~700MPa，耐生物老化性能強(qiáng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 用于人工氣管的玻璃碳的制備方法，其特征在于，玻璃碳由以下重量份計(jì)的原料:聚 丙烯腈40~100份、聚硅氧烷30~40份、醋酸纖維素80~100份、聚氯乙烯20~30份、磷酸三 鈣10~20份、氧化鉀90~100份、二氧化鈦20~70份、聚二甲基硅氧烷60~90份； 二氧化鈦的粒徑為40~150μηι; 聚丙烯腈的分子量為10000~20000; 所述的制備方法，包括以下步驟:聚丙烯腈、聚硅氧烷、醋酸纖維素、聚氯乙烯、磷酸三 鈣、氧化鉀、二氧化鈦、聚二甲基硅氧烷混合均勻，熔化，冷卻成型；在無氧介質(zhì)中進(jìn)行碳化 處理，然后升溫至2000~3000°C反應(yīng)1~2h;碳化處理時(shí)間為20~50min。2. -種人工氣管，其特征在于，其采用權(quán)利要求1所述的制備方法制得的玻璃碳。
【文檔編號(hào)】A61L27/08GK106039397SQ201610310581
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2014年11月10日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】吳杰