CN115569234B - 一种假肢接受腔用玄武岩纤维管套及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种假肢接受腔用玄武岩纤维管套及其制备方法，涉及管套技术领域。本发明制备的假肢接受腔用玄武岩纤维管套是由改性玄武岩纤维套管和树脂层制备得到；先依次利用钛酸硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯、四氯乙基硝基苯异氰酸酯对酸处理的玄武岩纤维套管进行一次浸渍、二次浸渍，制备得到改性玄武岩纤维套管；最后，将乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶包裹改性玄武岩纤维套管，利用碱水辊压工艺，制备得到假肢接受腔用玄武岩纤维管套；本发明制备的假肢接受腔用玄武岩纤维管套具备良好的耐磨性、抗震性、耐腐蚀性和抗撕裂性。

Description

一种假肢接受腔用玄武岩纤维管套及其制备方法
技术领域
本发明涉及管套技术领域，具体为一种假肢接受腔用玄武岩纤维管套及其制备方法。
背景技术
假肢就是用工程技术的手段和方法，为弥补截肢者或肢体不完全缺损的肢体而专门设计和制作装配的人工假体，又称“义肢”。它的主要作用是代替失去肢体的部分功能，使因疾病、交通事故、工伤事故、运动创伤等原因的截肢者恢复了一定的生活自理和工作能力。假肢接受腔作为假肢重要组成部分，可以将残肢舒服地收纳在其中，并能将相关的力有效地传递到假肢远端部位，是残肢与假肢的衔接部件。而假肢接受腔的材料很大程度决定了假肢与截肢者的适配度和使用舒适度。
玄武岩纤维因其质轻，质量仅为钢的1/5，与碳纤维相比价格低廉，制作的接受腔硬度优于部分碳纤维等其他材料；且其比强度高、柔韧性好，可以盘卷，能以较大长度供应而无须搭接，在当前假肢接受腔材料中极受消费者喜爱，但因其玄武岩纤维抗震性差，且表面裂纹、孔洞等瑕疵常常会导致腔体表面磨损，极易损伤与之接触的残肢表面，且其具有假肢接受腔通病，即使用时积聚在假肢接受腔内人体分泌的汗液，极易浸透并腐蚀假肢接受腔，导致假肢接受腔使用寿命减短，故制备出一款具备良好的耐磨性、抗震性、耐腐蚀性的假肢接受腔玄武岩纤维管套成为当前领域亟待解决的难题。
本发明关注到了这一问题，并通过制备一种假肢接受腔用玄武岩纤维管套来解决这一难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种假肢接受腔用玄武岩纤维管套及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种假肢接受腔用玄武岩纤维管套，所述假肢接受腔用玄武岩纤维管套是将乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶包裹改性玄武岩纤维套管，利用碱水辊压工艺制备得到。
进一步的，所述改性玄武岩纤维套管是依次利用钛酸硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯、四氯乙基硝基苯异氰酸酯对酸处理的玄武岩纤维套管进行一次浸渍、二次浸渍制备得到。
进一步的，所述假肢接受腔用玄武岩纤维管套的制备方法包括以下制备步骤：
(1)将酸处理的玄武岩纤维套管浸入其质量5～7倍的钛酸硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯中，以40～60滴/min滴加酸处理的玄武岩纤维套管质量0.6～0.8倍的浓硫酸，在60～80℃下以30～40kHz超声30～50min，随后加入酸处理的玄武岩纤维套管质量0.5～0.7倍的质量分数为30～50％乙醇溶液，继续超声60～80min，静置2～4h，捞出，继续浸入酸处理的玄武岩纤维套管质量5～7倍的四氯乙基硝基苯异氰酸酯，加入酸处理的玄武岩纤维套管质量0.5～0.7倍的二丁基锡二月桂酸酯，升温至75～85℃，继续超声70～90min，随后用300W高压汞灯光照3～5h，再按质量比1：0.2～1：0.4加入氢化钠和铜，其中，氢化钠质量为酸处理的玄武岩纤维套管质量的0.6～0.8倍，升温至110～120℃，在10～20Pa下继续超声12～13h，捞出，用乙醇和去离子水洗涤2～4次，在50～70℃下烘23～25h，制备得到改性玄武岩纤维套管；
(2)氩气保护条件下，将乙二酸二氯丙烯醇酯硅氧烷和乙醇按质量比1：0.3～1：0.5混合，以40～60滴/min滴加乙二酸二氯丙烯醇酯硅氧烷质量0.4～0.6倍的质量分数为10％的盐酸溶液，随后加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅氧烷质量0.5～0.7倍的质量分数为30～50％乙醇溶液，以400～600r/min搅拌10～12h，升温至80～100℃，继续搅拌3～4h，过滤，用去离子水洗涤2～4遍，放入40～60℃烘箱烘1～3h，放入128～132℃混炼机中，以16～18r/min混炼8～10min，制备得到2～4mm厚的乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶；
(3)氩气保护条件下，将乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶包裹改性玄武岩纤维套管，在128～132℃、8～10MPa下，以220～240m/min辊压1～3次，随后浸入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.4～0.6倍的质量分数为20％的氢氧化钠溶液中，以400～600r/min搅拌1.5～2.5h，升温至70～90℃，以30～40kHz超声30～50min，在10～20Pa、100℃下，以2000～2200r/min旋蒸40～60min，降温至10～20℃，加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量1～4倍的质量分数为40～60％的乙醇钠的乙醇溶液，继续搅拌3～5h，继续加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.12～0.14倍的相转移催化剂，升温至85～95℃，继续搅拌10～14h，继续加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.4～0.6倍的氢氧化钠溶液，继续搅拌3～5h，随后加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.2～0.4倍的过氧化苯甲酰，继续搅拌3～5h，自然冷却至室温，加入质量分数为30％的盐酸调节pH至1～3，继续搅拌2～4h，捞出，用去离子水洗涤2～4次，放入40～60℃烘4～6h，制备得到假肢接受腔用玄武岩纤维管套。
进一步的，步骤(1)所述钛酸硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯的制备方法如下：氩气保护条件下，将四氯化钛和甲苯按质量比1：12～1：14混合均匀，随后加入四氯化钛质量2.4～3.6倍的硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯，以400～600r/min搅拌80～100min，以2～4m3/min通入四氯化钛质量8～12倍的氨气，继续搅拌50～70min，制备得到钛酸硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯。
进一步的，所述硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯的制备方法如下：氩气保护条件下，将硫代二甘酸、1-(2-氯苯基)乙二醇、甲苯按质量比1：1.1～1：1.3混合，加入硫代二甘酸质量0.8～1.0倍的浓硫酸，升温至60～80℃，以400～600r/min搅拌1～3h，制备得到硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯。
进一步的，步骤(1)所述四氯乙基硝基苯异氰酸酯的制备方法如下：氩气保护条件下，将2-氨基-4-硝基苯甲醛、氯仿、二甲基甲酰胺按质量比1：2.2：4～1：2.4：4.2混合，以40～60滴/min滴加2-氨基-4-硝基苯甲醛质量0.7～0.9倍的质量分数为40％的氢氧化钠溶液，在-1～1℃下以400～600r/min搅拌170～190min，升温至0～4℃，继续滴加2-氨基-4-硝基苯甲醛质量0.7～0.9倍的质量分数为20～30％的三光气的2-甲基四氢呋喃溶液，升温至室温，继续搅拌2～3h，继续升温至70～83℃，继续搅拌3～5h，制备得到四氯乙基硝基苯异氰酸酯。
进一步的，步骤(1)所述酸处理的玄武岩纤维套管的制备方法如下：90～110℃下，将6mm厚的玄武岩纤维套管放入其质量10～20倍的浓硫酸中，以400～600r/min搅拌3～5h，过滤，用去离子水洗涤2～4次，放入40～60℃烘4～6h，自然冷却至室温后，制备得到酸处理的玄武岩纤维套管。
进一步的，步骤(2)所述乙二酸二氯丙烯醇酯硅氧烷的制备方法如下：(羟基丙烯氧基丙基)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物和质量分数为30～36％的盐酸按质量比1：3.3～1：3.7混合，加入盐酸质量0.1～0.3倍的催化剂，在50～60℃下以400～600r/min搅拌20～22h，随后升温至60～80℃，以40～60滴/min滴加盐酸质量0.6～0.8倍的浓硫酸，继续滴加盐酸质量0.4～0.6倍的乙二酸，继续搅拌2～4h，制备得到乙二酸二氯丙烯醇酯硅氧烷。
进一步的，所述催化剂为氯化锌。
进一步的，步骤(3)所述相转移催化剂为溴化十六烷基三甲铵。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明制备的假肢接受腔用玄武岩纤维管套是由改性玄武岩纤维套管和乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶制备得到；先依次利用钛酸硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯、四氯乙基硝基苯异氰酸酯对酸处理的玄武岩纤维套管进行一次浸渍、二次浸渍，制备得到改性玄武岩纤维套管；最后，将乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶包裹改性玄武岩纤维套管，利用碱水辊压工艺，制备得到假肢接受腔用玄武岩纤维管套。
首先，钛酸硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯上的羟基和酸处理的玄武岩纤维套管上的羧基反应接枝，钛酸硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯脱去硫代二甘酸二乙二醇酯、缩合，形成二氧化钛溶胶层稳固地包裹在玄武岩纤维表面，对玄武岩纤维表面裂纹、孔洞等瑕疵进行填补，使玄武岩纤维表面光滑，增强了玄武岩纤维套管的耐磨性能；四氯乙基硝基苯异氰酸酯通过编织孔隙快速浸透一次浸渍后的玄武岩纤维套管，四氯乙基硝基苯异氰酸酯上的异氰酸酯和硫代二甘酸二乙二醇酯上的羟基反应，形成聚氨酯，聚氨酯上的硝基苯在二氧化钛的光催化作用下还原形成苯胺，苯胺和钛酸硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯上的氯苯反应，形成含三苯胺的超支化结构的聚氨酯，增强了改性玄武岩纤维套管抗震性能。
其次，乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶在氢氧化钠作用下水解，在乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶中形成乙二酸和大量孔隙，乙二酸通过空腔快速浸透改性玄武岩纤维套管，与改性玄武岩纤维套管中硫代二甘酸二乙二醇酯反应，形成3,4-二羟基噻吩，3,4-二羟基噻吩和改性玄武岩纤维套管上的四氯乙基苯反应、聚合，形成聚(3,4-乙烯二氧噻吩)层，增强了改性玄武岩纤维套管耐腐蚀性的同时，减少了改性玄武岩纤维套管的亲水基团，四氯乙基硝基苯异氰酸酯上四氯乙基苯与氢氧化钠反应消除，形成三氯乙烯苯，三氯乙烯苯上乙烯与乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶中丙烯聚合，改性玄武岩纤维套管的三苯胺和乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶的卤原子反应，在改性玄武岩纤维套管和乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶间形成含季铵盐交联网络，将改性玄武岩纤维套管和乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶稳固地连接在一起，增强了假肢接受腔用玄武岩纤维管套的抗撕裂性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在将以下实施例中制得的假肢接受腔用玄武岩纤维管套的各指标测试方法如下：
耐磨性：取相同质量实施例和对比例制备的假肢接受腔用玄武岩纤维管套，采用MM1000-Ⅲ型摩擦磨损试验机测试摩擦磨损性能，试验用对偶材质为GCr15，洛氏硬度为HRB77.8，试验速度为4300r/min，制动压力为0.75MPa，惯量为0.2kg·m2，同一速度下制动10次，摩擦因数取10次制动的平均值，制动前后分别测量样品的质量，其差值便为每速度段制动的质量损耗，其质量磨损率按公式(1)进行计算：ω＝Δm/W，式中：ω为质量磨损率，g/(N·m)；Δm为试验前后试样质量差，g；W为摩擦功，N·m。
耐腐蚀性、抗震性：取相同质量实施例和对比例制备的假肢接受腔用玄武岩纤维管套，放入35℃、湿度为98％的盐雾箱中，设置喷嘴压力为78.5kPa，将含有5％氯化钠、pH值为7的盐水通过喷雾装置以2mL/(h*cm2)喷雾72h，取出用去离子水洗涤三次，放入50℃烘箱烘4～6h，按照GB/T1043测试腐蚀前后的冲击强度。
抗撕裂性能：取相同质量实施例和对比例制备的假肢接受腔用玄武岩纤维管套，按照GB/T529标准法测试撕裂强度。
实施例1
(1)氩气保护条件下，将硫代二甘酸、1-(2-氯苯基)乙二醇、甲苯按质量比1：1.1混合，加入硫代二甘酸质量0.8倍的浓硫酸，升温至60℃，以400r/min搅拌1h，制备得到硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯；氩气保护条件下，将四氯化钛和甲苯按质量比1：12混合均匀，随后加入四氯化钛质量2.4倍的硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯，以400r/min搅拌80min，以2m3/min通入四氯化钛质量8倍的氨气，继续搅拌50min，制备得到钛酸硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯；
(2)氩气保护条件下，将2-氨基-4-硝基苯甲醛、氯仿、二甲基甲酰胺按质量比1：2.2：4混合，以40滴/min滴加2-氨基-4-硝基苯甲醛质量0.7倍的质量分数为40％的氢氧化钠溶液，在-1℃下以400r/min搅拌170min，升温至0℃，继续滴加2-氨基-4-硝基苯甲醛质量0.7倍的质量分数为20％的三光气的2-甲基四氢呋喃溶液，升温至室温，继续搅拌2h，继续升温至70℃，继续搅拌3h，制备得到四氯乙基硝基苯异氰酸酯；
(3)90℃下，将6mm厚的玄武岩纤维套管放入其质量10倍的浓硫酸中，以400r/min搅拌3h，过滤，用去离子水洗涤2次，放入40℃烘4h，自然冷却至室温后，制备得到酸处理的玄武岩纤维套管；
(4)将酸处理的玄武岩纤维套管浸入其质量5倍的钛酸硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯中，以40滴/min滴加酸处理的玄武岩纤维套管质量0.6倍的浓硫酸，在60℃下以30kHz超声30min，随后加入酸处理的玄武岩纤维套管质量0.5倍的质量分数为30％乙醇溶液，继续超声60min，静置2h，捞出，继续浸入酸处理的玄武岩纤维套管质量5倍的四氯乙基硝基苯异氰酸酯，加入酸处理的玄武岩纤维套管质量0.5倍的二丁基锡二月桂酸酯，升温至75℃，继续超声70min，随后用300W高压汞灯光照3h，再按质量比1：0.2加入氢化钠和铜，其中，氢化钠质量为酸处理的玄武岩纤维套管质量的0.6倍，升温至110℃，在10Pa下继续超声12h，捞出，用乙醇和去离子水洗涤2次，在50℃下烘23h，制备得到改性玄武岩纤维套管；
(5)(羟基丙烯氧基丙基)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物和质量分数为30％的盐酸按质量比1：3.3混合，加入盐酸质量0.1倍的氯化锌，在50℃下以400r/min搅拌20h，随后升温至60℃，以40滴/min滴加盐酸质量0.6倍的浓硫酸，继续滴加盐酸质量0.4倍的乙二酸，继续搅拌2h，制备得到乙二酸二氯丙烯醇酯硅氧烷；
(6)氩气保护条件下，将乙二酸二氯丙烯醇酯硅氧烷和乙醇按质量比1：0.3混合，以40滴/min滴加乙二酸二氯丙烯醇酯硅氧烷质量0.4倍的质量分数为10％的盐酸溶液，随后加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅氧烷质量0.5倍的质量分数为30％乙醇溶液，以400r/min搅拌10h，升温至80℃，继续搅拌3h，过滤，用去离子水洗涤2遍，放入40℃烘箱烘1h，放入128℃混炼机中，以16r/min混炼8min，制备得到2mm厚的乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶；
(7)氩气保护条件下，将乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶包裹改性玄武岩纤维套管，在128℃、8MPa下，以220m/min辊压1次，随后浸入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.4倍的质量分数为20％的氢氧化钠溶液中，以400r/min搅拌1.5h，升温至70℃，以30kHz超声30min，在10Pa、100℃下，以2000r/min旋蒸40min，降温至10℃，加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量1倍的质量分数为40％的乙醇钠的乙醇溶液，继续搅拌3h，继续加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.12倍的溴化十六烷基三甲铵，升温至85℃，继续搅拌10h，继续加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.4倍的氢氧化钠溶液，继续搅拌3h，随后加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.2倍的过氧化苯甲酰，继续搅拌3h，自然冷却至室温，加入质量分数为30％的盐酸调节pH至1，继续搅拌2h，捞出，用去离子水洗涤2次，放入40℃烘4h，制备得到假肢接受腔用玄武岩纤维管套。
实施例2
(1)氩气保护条件下，将硫代二甘酸、1-(2-氯苯基)乙二醇、甲苯按质量比1：1.2混合，加入硫代二甘酸质量0.9倍的浓硫酸，升温至70℃，以500r/min搅拌2h，制备得到硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯；氩气保护条件下，将四氯化钛和甲苯按质量比1：13混合均匀，随后加入四氯化钛质量3倍的硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯，以500r/min搅拌90min，以3m3/min通入四氯化钛质量10倍的氨气，继续搅拌60min，制备得到钛酸硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯；
(2)氩气保护条件下，将2-氨基-4-硝基苯甲醛、氯仿、二甲基甲酰胺按质量比1：2.3：4.1混合，以50滴/min滴加2-氨基-4-硝基苯甲醛质量0.8倍的质量分数为40％的氢氧化钠溶液，在0℃下以500r/min搅拌180min，升温至2℃，继续滴加2-氨基-4-硝基苯甲醛质量0.8倍的质量分数为25％的三光气的2-甲基四氢呋喃溶液，升温至室温，继续搅拌2.5h，继续升温至76℃，继续搅拌4h，制备得到四氯乙基硝基苯异氰酸酯；
(3)100℃下，将6mm厚的玄武岩纤维套管放入其质量15倍的浓硫酸中，以500r/min搅拌4h，过滤，用去离子水洗涤3次，放入50℃烘5h，自然冷却至室温后，制备得到酸处理的玄武岩纤维套管；
(4)将酸处理的玄武岩纤维套管浸入其质量6倍的钛酸硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯中，以50滴/min滴加酸处理的玄武岩纤维套管质量0.7倍的浓硫酸，在70℃下以35kHz超声40min，随后加入酸处理的玄武岩纤维套管质量0.6倍的质量分数为40％乙醇溶液，继续超声70min，静置3h，捞出，继续浸入酸处理的玄武岩纤维套管质量6倍的四氯乙基硝基苯异氰酸酯，加入酸处理的玄武岩纤维套管质量0.6倍的二丁基锡二月桂酸酯，升温至80℃，继续超声80min，随后用300W高压汞灯光照4h，再按质量比1：0.3加入氢化钠和铜，其中，氢化钠质量为酸处理的玄武岩纤维套管质量的0.7倍，升温至115℃，在15Pa下继续超声12.5h，捞出，用乙醇和去离子水洗涤3次，在60℃下烘24h，制备得到改性玄武岩纤维套管；
(5)(羟基丙烯氧基丙基)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物和质量分数为33％的盐酸按质量比1：3.5混合，加入盐酸质量0.2倍的氯化锌，在55℃下以500r/min搅拌21h，随后升温至70℃，以50滴/min滴加盐酸质量0.7倍的浓硫酸，继续滴加盐酸质量0.5倍的乙二酸，继续搅拌3h，制备得到乙二酸二氯丙烯醇酯硅氧烷；
(6)氩气保护条件下，将乙二酸二氯丙烯醇酯硅氧烷和乙醇按质量比1：0.4混合，以50滴/min滴加乙二酸二氯丙烯醇酯硅氧烷质量0.5倍的质量分数为10％的盐酸溶液，随后加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅氧烷质量0.6倍的质量分数为40％乙醇溶液，以500r/min搅拌11h，升温至90℃，继续搅拌3.5h，过滤，用去离子水洗涤3遍，放入50℃烘箱烘2h，放入130℃混炼机中，以17r/min混炼9min，制备得到3mm厚的乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶；
(7)氩气保护条件下，将乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶包裹改性玄武岩纤维套管，在130℃、9MPa下，以230m/min辊压2次，随后浸入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.5倍的质量分数为20％的氢氧化钠溶液中，以500r/min搅拌2h，升温至80℃，以35kHz超声40min，在15Pa、100℃下，以2100r/min旋蒸50min，降温至15℃，加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量2.5倍的质量分数为50％的乙醇钠的乙醇溶液，继续搅拌4h，继续加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.13倍的溴化十六烷基三甲铵，升温至90℃，继续搅拌12h，继续加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.5倍的氢氧化钠溶液，继续搅拌4h，随后加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.3倍的过氧化苯甲酰，继续搅拌4h，自然冷却至室温，加入质量分数为30％的盐酸调节pH至2，继续搅拌3h，捞出，用去离子水洗涤3次，放入50℃烘5h，制备得到假肢接受腔用玄武岩纤维管套。
实施例3
(1)氩气保护条件下，将硫代二甘酸、1-(2-氯苯基)乙二醇、甲苯按质量比1：1.3混合，加入硫代二甘酸质量1.0倍的浓硫酸，升温至80℃，以600r/min搅拌3h，制备得到硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯；氩气保护条件下，将四氯化钛和甲苯按质量比1：14混合均匀，随后加入四氯化钛质量3.6倍的硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯，以600r/min搅拌100min，以4m3/min通入四氯化钛质量12倍的氨气，继续搅拌70min，制备得到钛酸硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯；
(2)氩气保护条件下，将2-氨基-4-硝基苯甲醛、氯仿、二甲基甲酰胺按质量比1：2.4：4.2混合，以60滴/min滴加2-氨基-4-硝基苯甲醛质量0.9倍的质量分数为40％的氢氧化钠溶液，在1℃下以600r/min搅拌190min，升温至4℃，继续滴加2-氨基-4-硝基苯甲醛质量0.9倍的质量分数为30％的三光气的2-甲基四氢呋喃溶液，升温至室温，继续搅拌3h，继续升温至83℃，继续搅拌5h，制备得到四氯乙基硝基苯异氰酸酯；
(3)110℃下，将6mm厚的玄武岩纤维套管放入其质量20倍的浓硫酸中，以600r/min搅拌5h，过滤，用去离子水洗涤4次，放入60℃烘6h，自然冷却至室温后，制备得到酸处理的玄武岩纤维套管；
(4)将酸处理的玄武岩纤维套管浸入其质量7倍的钛酸硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯中，以60滴/min滴加酸处理的玄武岩纤维套管质量0.8倍的浓硫酸，在80℃下以40kHz超声50min，随后加入酸处理的玄武岩纤维套管质量0.7倍的质量分数为50％乙醇溶液，继续超声80min，静置4h，捞出，继续浸入酸处理的玄武岩纤维套管质量7倍的四氯乙基硝基苯异氰酸酯，加入酸处理的玄武岩纤维套管质量0.7倍的二丁基锡二月桂酸酯，升温至85℃，继续超声90min，随后用300W高压汞灯光照5h，再按质量比1：0.4加入氢化钠和铜，其中，氢化钠质量为酸处理的玄武岩纤维套管质量的0.8倍，升温至120℃，在20Pa下继续超声13h，捞出，用乙醇和去离子水洗涤4次，在70℃下烘25h，制备得到改性玄武岩纤维套管；
(5)(羟基丙烯氧基丙基)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物和质量分数为36％的盐酸按质量比1：3.7混合，加入盐酸质量0.3倍的氯化锌，在60℃下以600r/min搅拌22h，随后升温至80℃，以60滴/min滴加盐酸质量0.8倍的浓硫酸，继续滴加盐酸质量0.6倍的乙二酸，继续搅拌4h，制备得到乙二酸二氯丙烯醇酯硅氧烷；
(6)氩气保护条件下，将乙二酸二氯丙烯醇酯硅氧烷和乙醇按质量比1：0.5混合，以60滴/min滴加乙二酸二氯丙烯醇酯硅氧烷质量0.6倍的质量分数为10％的盐酸溶液，随后加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅氧烷质量0.7倍的质量分数为50％乙醇溶液，以600r/min搅拌12h，升温至100℃，继续搅拌4h，过滤，用去离子水洗涤4遍，放入60℃烘箱烘3h，放入132℃混炼机中，以18r/min混炼10min，制备得到4mm厚的乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶；
(7)氩气保护条件下，将乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶包裹改性玄武岩纤维套管，在132℃、10MPa下，以240m/min辊压3次，随后浸入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.6倍的质量分数为20％的氢氧化钠溶液中，以600r/min搅拌2.5h，升温至90℃，以40kHz超声50min，在20Pa、100℃下，以2200r/min旋蒸60min，降温至20℃，加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量4倍的质量分数为60％的乙醇钠的乙醇溶液，继续搅拌5h，继续加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.14倍的溴化十六烷基三甲铵，升温至95℃，继续搅拌14h，继续加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.6倍的氢氧化钠溶液，继续搅拌5h，随后加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.4倍的过氧化苯甲酰，继续搅拌5h，自然冷却至室温，加入质量分数为30％的盐酸调节pH至3，继续搅拌4h，捞出，用去离子水洗涤4次，放入60℃烘6h，制备得到假肢接受腔用玄武岩纤维管套。
对比例1
对比例1与实施例2的区别在于不制备钛酸硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯，仅使用四氯乙基硝基苯异氰酸酯对酸处理的玄武岩纤维套管进行浸渍制备改性玄武岩纤维套管。其余制备步骤同实施例2。
对比例2
对比例2与实施例2的区别在于不制备四氯乙基硝基苯异氰酸酯，仅使用钛酸硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯对酸处理的玄武岩纤维套管进行浸渍制备改性玄武岩纤维套管。其余制备步骤同实施例2。
对比例3
对比例3与实施例2的区别在于步骤(6)，使用酸处理的玄武岩纤维套管制备假肢接受腔用玄武岩纤维管套。其余制备步骤同实施例2。
对比例4
对比例4与实施例2的区别在于步骤(7)，使用改性玄武岩纤维套和二甲基硅橡胶制备假肢接受腔用玄武岩纤维管套。其余制备步骤同实施例2。
对比例5
对比例5与实施例2的区别在于步骤(7)，仅利用辊压工艺制备假肢接受腔用玄武岩纤维管套。其余制备步骤同实施例2。
效果例
下表1给出了采用本发明实施例1至3与对比例1至5制得的假肢接受腔用玄武岩纤维管套耐磨性、抗震性、耐腐蚀性和抗撕裂性的分析结果。
表1
Figure BDA0003906988170000111
从表1中可发现实施例1、2、3制得的假肢接受腔用玄武岩纤维管套具备良好的耐磨性、抗震性、耐腐蚀性和抗撕裂性；从实施例1、2、3和对比例1、3、5的实验数据比较可发现，使用钛酸硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯制备改性玄武岩纤维套管，可以形成二氧化钛溶胶层和含三苯胺的超支化结构的聚氨酯，后续利用碱水辊压工艺制备假肢接受腔用玄武岩纤维管套，可以形成聚(3,4-乙烯二氧噻吩)层，制得的假肢接受腔用玄武岩纤维管套的耐磨性、抗震性、耐腐蚀性较好；从实施例1、2、3和对比例2、3、5的实验数据可发现，使用四氯乙基硝基苯异氰酸酯制备改性玄武岩纤维套管，可以形成含三苯胺的超支化结构的聚氨酯，后续利用碱水辊压工艺制备假肢接受腔用玄武岩纤维管套，可以形成聚(3,4-乙烯二氧噻吩)层和季铵盐交联网络，制得的假肢接受腔用玄武岩纤维管套的抗震性、耐腐蚀性和抗撕裂性较好；从实施例1、2、3和对比例4、5的实验数据可发现，使用乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶并利用碱水辊压工艺制备假肢接受腔用玄武岩纤维管套，可以形成聚(3,4-乙烯二氧噻吩)层和季铵盐交联网络，制得的假肢接受腔用玄武岩纤维管套的耐腐蚀性、抗撕裂性较好。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种假肢接受腔用玄武岩纤维管套，其特征在于，所述假肢接受腔用玄武岩纤维管套是将乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶包裹改性玄武岩纤维套管，利用碱水辊压工艺制备得到；
所述改性玄武岩纤维套管是依次利用钛酸硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯、四氯乙基硝基苯异氰酸酯对酸处理的玄武岩纤维套管进行一次浸渍、二次浸渍制备得到；
所述碱水辊压工艺具体为：在128~132℃、8~10MPa下，以220~240m/min辊压1~3次，随后浸入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.4~0.6倍的质量分数为20%的氢氧化钠溶液中，以400~600r/min搅拌1.5~2.5h，升温至70~90℃，以30~40kHz超声30~50min，在10~20Pa、100℃下，以2000~2200r/min旋蒸40~60min，降温至10~20℃，加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量1~4倍的质量分数为40~60%的乙醇钠的乙醇溶液，继续搅拌3~5h，继续加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.12~0.14倍的相转移催化剂，升温至85~95℃，继续搅拌10~14h，继续加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.4~0.6倍的氢氧化钠溶液，继续搅拌3~5h，随后加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.2~0.4倍的过氧化苯甲酰，继续搅拌3~5h，自然冷却至室温，加入质量分数为30%的盐酸调节pH至1~3，继续搅拌2~4h，捞出，用去离子水洗涤2~4次，放入40~60℃烘4~6h。
2.一种假肢接受腔用玄武岩纤维管套的制备方法，其特征在于，所述假肢接受腔用玄武岩纤维管套的制备方法包括以下制备步骤：
（1）将酸处理的玄武岩纤维套管浸入其质量5~7倍的钛酸硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯中，以40~60滴/min滴加酸处理的玄武岩纤维套管质量0.6~0.8倍的浓硫酸，在60~80℃下以30~40kHz超声30~50min，随后加入酸处理的玄武岩纤维套管质量0.5~0.7倍的质量分数为30~50%乙醇溶液，继续超声60~80min，静置2~4h，捞出，继续浸入酸处理的玄武岩纤维套管质量5~7倍的四氯乙基硝基苯异氰酸酯，加入酸处理的玄武岩纤维套管质量0.5~0.7倍的二丁基锡二月桂酸酯，升温至75~85℃，继续超声70~90min，随后用300W高压汞灯光照3~5h，再按质量比1：0.2~1：0.4加入氢化钠和铜，其中，氢化钠质量为酸处理的玄武岩纤维套管质量的0.6~0.8倍，升温至110~120℃，在10~20Pa下继续超声12~13h，捞出，用乙醇和去离子水洗涤2~4次，在50~70℃下烘23~25h，制备得到改性玄武岩纤维套管；
（2）氩气保护条件下，将乙二酸二氯丙烯醇酯硅氧烷和乙醇按质量比1：0.3~1：0.5混合，以40~60滴/min滴加乙二酸二氯丙烯醇酯硅氧烷质量0.4~0.6倍的质量分数为10%的盐酸溶液，随后加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅氧烷质量0.5~0.7倍的质量分数为30~50%乙醇溶液，以400~600r/min搅拌10~12h，升温至80~100℃，继续搅拌3~4h，过滤，用去离子水洗涤2~4遍，放入40~60℃烘箱烘1~3h，放入128~132℃混炼机中，以16~18r/min混炼8~10min，制备得到2~4mm厚的乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶；
（3）氩气保护条件下，将乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶包裹改性玄武岩纤维套管，在128~132℃、8~10MPa下，以220~240m/min辊压1~3次，随后浸入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.4~0.6倍的质量分数为20%的氢氧化钠溶液中，以400~600r/min搅拌1.5~2.5h，升温至70~90℃，以30~40kHz超声30~50min，在10~20Pa、100℃下，以2000~2200r/min旋蒸40~60min，降温至10~20℃，加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量1~4倍的质量分数为40~60%的乙醇钠的乙醇溶液，继续搅拌3~5h，继续加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.12~0.14倍的相转移催化剂，升温至85~95℃，继续搅拌10~14h，继续加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.4~0.6倍的氢氧化钠溶液，继续搅拌3~5h，随后加入乙二酸二氯丙烯醇酯硅胶质量0.2~0.4倍的过氧化苯甲酰，继续搅拌3~5h，自然冷却至室温，加入质量分数为30%的盐酸调节pH至1~3，继续搅拌2~4h，捞出，用去离子水洗涤2~4次，放入40~60℃烘4~6h，制备得到假肢接受腔用玄武岩纤维管套。
3.根据权利要求2所述的一种假肢接受腔用玄武岩纤维管套的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述钛酸硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯的制备方法如下：氩气保护条件下，将四氯化钛和甲苯按质量比1：12~1：14混合均匀，随后加入四氯化钛质量2.4~3.6倍的硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯，以400~600r/min搅拌80~100min，以2~4m3/min通入四氯化钛质量8~12倍的氨气，继续搅拌50~70min，制备得到钛酸硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯。
4.根据权利要求3所述的一种假肢接受腔用玄武岩纤维管套的制备方法，其特征在于，所述硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯的制备方法如下：氩气保护条件下，将硫代二甘酸、1-（2-氯苯基）乙二醇、甲苯按质量比1：1.1~1：1.3混合，加入硫代二甘酸质量0.8~1.0倍的浓硫酸，升温至60~80℃，以400~600r/min搅拌1~3h，制备得到硫代二甘酸二氯苯基乙二醇酯。
5.根据权利要求2所述的一种假肢接受腔用玄武岩纤维管套的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述四氯乙基硝基苯异氰酸酯的制备方法如下：氩气保护条件下，将2-氨基-4-硝基苯甲醛、氯仿、二甲基甲酰胺按质量比1：2.2：4~1：2.4：4.2混合，以40~60滴/min滴加2-氨基-4-硝基苯甲醛质量0.7~0.9倍的质量分数为40%的氢氧化钠溶液，在-1~1℃下以400~600r/min搅拌170~190min，升温至0~4℃，继续滴加2-氨基-4-硝基苯甲醛质量0.7~0.9倍的质量分数为20~30%的三光气的2-甲基四氢呋喃溶液，升温至室温，继续搅拌2~3h，继续升温至70~83℃，继续搅拌3~5h，制备得到四氯乙基硝基苯异氰酸酯。
6.根据权利要求2所述的一种假肢接受腔用玄武岩纤维管套的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述酸处理的玄武岩纤维套管的制备方法如下：90~110℃下，将6mm厚的玄武岩纤维套管放入其质量10~20倍的浓硫酸中，以400~600r/min搅拌3~5h，过滤，用去离子水洗涤2~4次，放入40~60℃烘4~6h，自然冷却至室温后，制备得到酸处理的玄武岩纤维套管。
7.根据权利要求2所述的一种假肢接受腔用玄武岩纤维管套的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述乙二酸二氯丙烯醇酯硅氧烷的制备方法如下： (羟基丙烯氧基丙基)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物和质量分数为30~36%的盐酸按质量比1：3.3~1：3.7混合，加入盐酸质量0.1~0.3倍的催化剂，在50~60℃下以400~600r/min搅拌20~22h，随后升温至60~80℃，以40~60滴/min滴加盐酸质量0.6~0.8倍的浓硫酸，继续滴加盐酸质量0.4~0.6倍的乙二酸，继续搅拌2~4h，制备得到乙二酸二氯丙烯醇酯硅氧烷。
8.根据权利要求7所述的一种假肢接受腔用玄武岩纤维管套的制备方法，其特征在于，所述催化剂为氯化锌。
9.根据权利要求2所述的一种假肢接受腔用玄武岩纤维管套的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述相转移催化剂为溴化十六烷基三甲铵。
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