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《湘潭大学》 2010年
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纳米羟基磷灰石表面改性及其增强PCL复合材料性能研究

曾亮  
【摘要】: 近年来,骨修复材料的制备逐渐成为化学、医学以及材料学中的一项热点。为综合各种材料性能,研究人员进行了大量的研究,其中提出的复合材料的理念已经被广泛接受。由于羟基磷灰石(HAP)与聚合物基质之间差的界面相容性,生物复合材料的应用受到了很大的限制。因此,如何提高磷灰石/有机复合材料中无机相与有机相间的界面相容性是骨修复材料领域中一个重要课题。为解决这些问题,可对磷灰石进行接枝改性,使其与有机相间形成过渡相以增强相容性。目前,骨修复材料领域中,接枝改性并不理想,低的接枝量及接枝率不能控制等因素制约了其进一步的应用和发展。 原子转移自由基聚合(ATRP)是一种很有价值的聚合方式,能很容易的在材料表面接枝上结构明确的均聚物或共聚物来改善材料的表面性能。此外,由于ATRP聚合方法具有可控的链增长以及可聚合单体多样等优点,在制备具有分子量可控、分子量分布窄的聚合物方面得到了广泛应用。 本文中,我们设计了一种结合了原子转移自由基聚合和开环聚合的羟基磷灰石纳米粒子表面改性方法。该方法利用ATRP方法将一定数量的官能团引入HAP纳米粒子表面,并能通过调节引发剂和单体投料比对接枝量进行控制。论文对HAP以及接枝改性的HAP纳米粒子进行了研究。具体内容摘要如下: 1、采用化学沉淀法合成HAP纳米粒子,并利用α-溴代异丁酰溴与其表面羟基反应,得到用于ATRP聚合的引发剂(HAP-Br)。采用了傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热失重分析(TGA)、x射线衍射(XRD)及透射电镜(TEM)对HAP及HAP-Br进行了表征。 2、利用HAP-Br引发甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)的ATRP聚合,得到羟基化的HAP纳米粒子(HAP-PHEMA)。然后利用HAP-PHMEA引发己内酯(CL)的开环聚合,得到具有高接枝率的改性纳米羟基磷灰石。所得产品采用了13C固体核磁(13C CP/MAS)、FT-IR、TGA、XRD及TEM进行了表征。 3、利用溶液共混法将改性HAP与聚己内酯(PCL)进行共混制备复合材料。采用了差示扫描量热仪(DSC)及扫描电镜(SEM)以及其他测试设备对材料性能进行了表征。
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