TWI414324B - 新型碳奈米纖維（管）強化改質型骨水泥及其製備方法 - Google Patents

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新型碳奈米纖維(管)強化改質型骨水泥及其製備方法
本發明係關於一種骨水泥的改良。新型碳奈米纖維(管)強化改質型骨水泥及其製備方法/A New Type of Modified Bone Cement Reinforced with Carbon Nanofiber(Nanotube)之直接應用的具體技術領域為用來當作人工取代體與骨骼間的填充物以分散施力，並且用來固定人工取代體。
在骨骼整形手術中，骨水泥是用來當作人工取代體與骨骼間的填充物以分散施力，並且用來固定人工取代體。典型的骨水泥包含兩部分：粉體部分與液體部分。粉體部分包含poly(methylmethacrylate)或相關的共聚合物，如poly(methylmethacrylate－co－styrene)等。液體部分通常包含methylmethacrylate單體等。使用時，將粉體部分與液體部分混合，因此混合體發生聚合反應而固化成填充物。使用poly(methylmethacrylate)骨水泥的缺點之一是其易碎性。
本發明專利欲解決之問題為增強骨水泥的機械性能，如拉力強度，韌性等。解決問題之技術手段是以碳奈米纖維來強化骨水泥。本新型專利是將碳奈米纖維與單體先進行預聚合成高分子奈米複合材料，隨後將此複合材料研磨成粉末。此高分子奈米複合材料粉末可依不同比例混合成為骨水泥的粉體部分。對照先前技術之功效本新型可解決之技術問題可藉由導入碳奈米纖維而提高骨水泥的機械性能，如拉力強度，韌性等。
本發明專利的實施方式包含兩部分。一為高分子/碳奈米纖維(管)複合材料粉末的製備，另一為碳奈米纖維(管)強化改質型骨水泥的製備。在高分子/碳奈米纖維(管)複合材料粉末的製備中，首先將碳奈米纖維(管)加入含單體(如methylmethacrylate)與起始劑(如benzoyl peroxide)的溶液(或含溶劑，如丙酮)中，並以超音波震盪，在40~80℃中反應至溶液成黏稠狀後，將此黏稠溶液分階段升溫直至聚合完全成高分子/碳奈米纖維(管)複合材料。再將此複合材料研磨成粉末。碳奈米纖維(管)強化改質型骨水泥的製備乃將高分子/碳奈米纖維(管)複合材料粉末以依不同比例混合成為骨水泥的粉體部分。當含高分子/碳奈米纖維(管)複合材料粉末的骨水泥粉體部分與骨水泥液體部分被混合，則混合體發生聚合反應而固化成碳奈米纖維(管)強化改質型骨水泥。
下面將以碳奈米纖維強化改質型骨水泥為例子說明。
Poly(methylmethacrylate)/碳奈米管複合材料粉末的製備將1g的benzoyl peroxide起始劑溶解在50g的methylmethacrylate單體。再將0.1g碳奈米管加入含單體(如methylmethacrylate)與起始劑(如benzoyl peroxide)的溶液中，並以超音波震盪，在50℃中反應至溶液成黏稠狀後，將此黏稠溶液分階段升溫(第一段為60℃恆溫2小時，第二段為80℃恆溫2小時，第三段為100℃恆溫3小時)直至聚合完全成Poly(methylmethacrylate)/碳奈米管複合材料。再將此複合材料研磨成粉末。
碳奈米纖維(管)強化改質型骨水泥的製備
將骨水泥之粉體部分中的預聚合物的組成與液體部分中的單體依重量比(如表一)製備成碳奈米纖維(管)強化改質型骨水泥。

Claims (1)

  1. 一種新型碳奈米纖維(管)強化改質型骨水泥，係可藉由將一種由包括：碳奈米纖維(管)；poly(methylmethacrylate)和起始劑；methylmethacrylate單體和促進劑；配製不同組成的碳奈米纖維(管)強化改質型骨水泥，其碳奈米纖維(管)含量可佔骨水泥的0.5%到45%。
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