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NiTi合金是一种重要的生物医用材料,但NiTi合金含有大量的Ni(约含有50wt%),植入人体后会有微量的镍释放到人体内,从而引起过敏和致毒性潜在副作用,因此有必要对其进行表面改性,改变其表面结构、形态及化学成分以提高生物相容性使之能够达到生物活性的要求。
本文用聚乙二醇分别与烯丙基氯和甲基丙烯酸反应,得到相应的端烯丙基聚醚和聚乙二醇双甲基丙烯酸酯,然后用γ-巯丙基三乙氧基硅烷对其改性,得到相应的聚乙二醇衍生物。用改性后的聚乙二醇衍生物接枝NiTi合金,从而达到对NiTi合金进行表面改性的目的。
采用聚乙二醇(PEG)和烯丙基氯合成端烯丙基聚乙二醇,实验结果表明,最佳反应条件是:烯丙基氯用量为聚乙二醇摩尔数的1.5、季铵盐催化剂用量为聚乙二醇摩尔数的5%、反应时间5h、反应温度60℃,聚乙二醇封端率达到85%。
采用甲基丙烯酸与聚乙二醇直接酯化合成聚乙二醇双甲基丙烯酸酯,实验结果表明,最佳的反应条件是:选用对羟基苯甲醚做阻聚剂,其用量为反应物总质量的0.9%,甲基丙烯酸/PEG的摩尔比3:1,对甲苯磺酸用量为PEG摩尔数的2.5%,反应温度100℃,反应时间8h,酯化产率达到98.5%。
聚乙二醇衍生物与γ-巯丙基三甲氧基硅烷反应,实验结果表明,最佳反应条件是:催化剂/PEG的摩尔比为0.3,硅烷/PEG的摩尔比为18,反应时间30h,反应温度65℃,产率达到86.56%。
通过红外、核磁及接触角等测试分析,结果表明对于接枝后的NiTi合金表面形成一层PEG衍生物薄膜,使接触角有明显变化,比未接枝的NiTi合金表面减小40%左右,亲水性得到明显提高。电化学腐蚀结果显示,表面接枝后的NiTi合金的年腐蚀深度较接枝前的降低了4~6个数量级,因而表面接枝后的NiTi合金的耐腐蚀性有很大的提高。原子力学显微镜分析显示接枝后的NiTi合金表面非常平整,表面粗糙度较接枝前明显减小。