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纳米羟基磷灰石的表面改性及其复合材料的仿生合成

李哲  
【摘要】: 本论文针对目前用于骨固定和修复的羟基磷灰石及其复合材料存在的问题,对其纳米粒子的制备、表面改性作了研究。同时,通过生物仿生合成的方法制备了羟基磷灰石/聚氨基酸复合材料,研究了羟基磷灰石纳米粒子的生物矿化情况。 论文采用TGA、XRD、NMR、FTIR、POM、TEM、SEM等实验手段对所制备的羟基磷灰石纳米粒子及其复合材料进行了性能表征。结果表明: (1)以Ca(NO3)2·4H2O和(NH4)2HPO4为原料通过复分解反应在不同温度下制备了纳米羟基磷灰石粒子。研究结果表明,提高反应温度有利于生成高结晶度的长棒状HAP颗粒。此外,煅烧温度对粒子的形貌和结晶度也有很大的影响,煅烧温度越高,粒子的结晶度就越高。 (2)在高纯氩气气氛中,以辛酸亚锡为催化剂使左旋丙交酯开环聚合,直接接枝到HAP的表面,从而提高HAP的亲油性。用此方法可在HAP表面接枝6%的PLLA。POM结果表明,g-HAP粒子在聚合物基体中可以起到异相成核剂的作用。 (3)利用生物仿生合成的方法制备了羟基磷灰石和聚谷氨酸的复合材料,通过Scherrer方程研究了复合材料的晶体情况。结果表明,复合材料仍然以HAP为主要结晶相,但聚谷氨酸一定程度上抑制了羟基磷灰石晶体的生长。随着聚谷氨酸浓度的升高,复合材料粒子的长径比也增大。


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