羟基磷灰石晶须/聚左旋乳酸复合材料的制备及性能
发布时间：2022-02-10 17:20
研究了两种不同形貌的羟基磷灰石（粉体和晶须）以及热压温度对羟基磷灰石/聚左旋乳酸（HA/PLLA）复合材料机械性能的影响,并优化了两者的质量配比。通过扫描电镜（SEM）、万能试验机和体外浸泡实验对复合材料的显微结构、抗压强度和生物活性进行表征。结果显示,在PLLA基质中HA晶须具有更好的增强效果,当HA晶须与PLLA质量比为1∶1,热压温度为170℃时,复合材料具有最大的抗压强度98MPa,比对应粉体增强复合材料的抗压强度提高了53%。体外浸泡实验说明了羟基磷灰石晶须/聚左旋乳酸（HA-w/PLLA）复合材料具有良好的生物活性。
【文章来源】：化工新型材料. 2017,45(06)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图３羟基磷灰石的ＳＥＭ图［（ａ）粉体；（ｂ）晶须］
７（ａ）—图７（ｃ）分别是ＨＡ晶须与ＰＬＬＡ质量比为１∶１的ＨＡ－ｗ／ＰＬＬＡ复合材料在模拟体液（ＳＢＦ）中３７℃的恒温条件下，浸泡２１ｄ后的ＳＥＭ图和能谱图；表１为ＨＡ－ｗ／ＰＬＬＡ复合材料体外浸泡２１ｄ后表面生成物元素分析表。可以观察到浸泡后复合材料表面生成了一层磷灰石沉淀，且生成磷灰石的钙磷摩尔比大于１．６７，说明了ＨＡ－ｗ／ＰＬＬＡ复合材料在模拟体液能够诱导磷灰石的生成，因此复合材料具有良好的生物活性。图７ＨＡ晶须与ＰＬＬＡ质量比为１∶１的ＨＡ－ｗ／ＰＬＬＡ复合材料在ＳＢＦ中浸泡２１ｄ后的ＳＥＭ图［（ａ）放大１００倍；（ｂ）放大１００００倍；（ｃ）为材料表面的能谱图］表１ＨＡ晶须与ＰＬＬＡ质量比为１∶１的ＨＡ－ｗ／ＰＬＬＡ复合材料浸泡２１ｄ后表面生成物元素分析表元素重量百比原子百分比Ｐ１０．８２８．７８Ｃａ５１．８２３２．５２Ｏ３７．３５５８．７０３结论（１）ＨＡ／ＰＬＬＡ（ＰＬＬＡ，２．５ｄＬ／ｇ）复合材料理想的热压温度为１７０℃，当热压温度为１７０℃，保温５ｍｉｎ，复合材料具有最好的抗压强度。在ＰＬＬＡ基质中ＨＡ晶须具有更好的增强效果；当ＨＡ与ＰＬＬＡ的质量比为１∶１时，ＨＡ粉体增强的复合支架抗压强度为６４ＭＰａ，ＨＡ晶须增强的复合支架抗压强度为９８ＭＰａ，比相应粉体增强的复合材料抗压强度提高了５３％。（２）得到孔隙率为３５％～４０％，孔径为１００～２００μｍ，三维结构孔隙的ＨＡ
吸收峰的位置和强度基本一致。在３５７９ｃｍ－１处的吸收峰，为ＯＨ－的伸缩振动峰。在１０３０、６３３、６０４和５６４ｃｍ－１处的吸收峰，为ＰＯ３－４基团的特征峰。可以看到在３４４５ｃｍ－１和１６３７ｃｍ－１处的吸收峰，对应的是ＯＨ－的伸缩振动和弯曲振动峰。在１４５６ｃｍ－１处的吸收峰，对应的是ＣＯ２－３振动吸收峰。图２（ｂ）在８７０ｃｍ－１处的吸收峰，对应的是ＨＰＯ２－４中不对称的Ｐ－Ｏ伸缩振动峰。图１羟基磷灰石的ＸＲＤ谱图图２羟基磷灰石的ＦＴ－ＩＲ谱图图３（ａ）为ＨＡ粉体的ＳＥＭ图。ＨＡ粉体呈不规则的片状，粒径在几十到几百纳米的范围内。图３（ｂ）为ＨＡ晶须的ＳＥＭ图。ＨＡ呈晶须状，长度在５～２０μｍ之间，长径比为１０～４０。图３羟基磷灰石的ＳＥＭ图［（ａ）粉体；（ｂ）晶须］２．２ＨＡ／ＰＬＬＡ复合材料的力学性能图４为ＨＡ晶须与ＰＬＬＡ质量比为１∶１的ＨＡ－ｗ／ＰＬＬＡ复合材料在不同热压温度下的抗压强度图。当热压温度在１６０～１７０℃范围内时，复合材料的抗压强度在１７０℃时达到最大，最大抗压强度９８ＭＰａ；当热压温度继续升高到１８０℃时，复合材料的抗压强度仅为５６ＭＰａ，温度过高导致ＰＬＬＡ从模具中溢出，从而使得它在复合材料中的含量降低，同时降低了作用在复合材料上的压力。图４ＨＡ－ｗ／ＰＬＬＡ（１∶１）在不同热压温度下的抗压强度图图５质量比和ＨＡ形貌对ＨＡ／ＰＬＬＡ复合材料抗压
【参考文献】：
期刊论文
[1]原位增强羟基磷灰石/壳聚糖复合棒材[J]. 胡晓兰,谢鹏辉,王雯皓,余荣禄,申丙星,董炎明. 复合材料学报. 2011(02)
硕士论文
[1]骨组织工程磷酸钙生物陶瓷多孔支架的制备及性能[D]. 刘朝红.东南大学 2004
本文编号：3619225
【文章来源】：化工新型材料. 2017,45(06)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图３羟基磷灰石的ＳＥＭ图［（ａ）粉体；（ｂ）晶须］
７（ａ）—图７（ｃ）分别是ＨＡ晶须与ＰＬＬＡ质量比为１∶１的ＨＡ－ｗ／ＰＬＬＡ复合材料在模拟体液（ＳＢＦ）中３７℃的恒温条件下，浸泡２１ｄ后的ＳＥＭ图和能谱图；表１为ＨＡ－ｗ／ＰＬＬＡ复合材料体外浸泡２１ｄ后表面生成物元素分析表。可以观察到浸泡后复合材料表面生成了一层磷灰石沉淀，且生成磷灰石的钙磷摩尔比大于１．６７，说明了ＨＡ－ｗ／ＰＬＬＡ复合材料在模拟体液能够诱导磷灰石的生成，因此复合材料具有良好的生物活性。图７ＨＡ晶须与ＰＬＬＡ质量比为１∶１的ＨＡ－ｗ／ＰＬＬＡ复合材料在ＳＢＦ中浸泡２１ｄ后的ＳＥＭ图［（ａ）放大１００倍；（ｂ）放大１００００倍；（ｃ）为材料表面的能谱图］表１ＨＡ晶须与ＰＬＬＡ质量比为１∶１的ＨＡ－ｗ／ＰＬＬＡ复合材料浸泡２１ｄ后表面生成物元素分析表元素重量百比原子百分比Ｐ１０．８２８．７８Ｃａ５１．８２３２．５２Ｏ３７．３５５８．７０３结论（１）ＨＡ／ＰＬＬＡ（ＰＬＬＡ，２．５ｄＬ／ｇ）复合材料理想的热压温度为１７０℃，当热压温度为１７０℃，保温５ｍｉｎ，复合材料具有最好的抗压强度。在ＰＬＬＡ基质中ＨＡ晶须具有更好的增强效果；当ＨＡ与ＰＬＬＡ的质量比为１∶１时，ＨＡ粉体增强的复合支架抗压强度为６４ＭＰａ，ＨＡ晶须增强的复合支架抗压强度为９８ＭＰａ，比相应粉体增强的复合材料抗压强度提高了５３％。（２）得到孔隙率为３５％～４０％，孔径为１００～２００μｍ，三维结构孔隙的ＨＡ
吸收峰的位置和强度基本一致。在３５７９ｃｍ－１处的吸收峰，为ＯＨ－的伸缩振动峰。在１０３０、６３３、６０４和５６４ｃｍ－１处的吸收峰，为ＰＯ３－４基团的特征峰。可以看到在３４４５ｃｍ－１和１６３７ｃｍ－１处的吸收峰，对应的是ＯＨ－的伸缩振动和弯曲振动峰。在１４５６ｃｍ－１处的吸收峰，对应的是ＣＯ２－３振动吸收峰。图２（ｂ）在８７０ｃｍ－１处的吸收峰，对应的是ＨＰＯ２－４中不对称的Ｐ－Ｏ伸缩振动峰。图１羟基磷灰石的ＸＲＤ谱图图２羟基磷灰石的ＦＴ－ＩＲ谱图图３（ａ）为ＨＡ粉体的ＳＥＭ图。ＨＡ粉体呈不规则的片状，粒径在几十到几百纳米的范围内。图３（ｂ）为ＨＡ晶须的ＳＥＭ图。ＨＡ呈晶须状，长度在５～２０μｍ之间，长径比为１０～４０。图３羟基磷灰石的ＳＥＭ图［（ａ）粉体；（ｂ）晶须］２．２ＨＡ／ＰＬＬＡ复合材料的力学性能图４为ＨＡ晶须与ＰＬＬＡ质量比为１∶１的ＨＡ－ｗ／ＰＬＬＡ复合材料在不同热压温度下的抗压强度图。当热压温度在１６０～１７０℃范围内时，复合材料的抗压强度在１７０℃时达到最大，最大抗压强度９８ＭＰａ；当热压温度继续升高到１８０℃时，复合材料的抗压强度仅为５６ＭＰａ，温度过高导致ＰＬＬＡ从模具中溢出，从而使得它在复合材料中的含量降低，同时降低了作用在复合材料上的压力。图４ＨＡ－ｗ／ＰＬＬＡ（１∶１）在不同热压温度下的抗压强度图图５质量比和ＨＡ形貌对ＨＡ／ＰＬＬＡ复合材料抗压
【参考文献】：
期刊论文
[1]原位增强羟基磷灰石/壳聚糖复合棒材[J]. 胡晓兰,谢鹏辉,王雯皓,余荣禄,申丙星,董炎明. 复合材料学报. 2011(02)
硕士论文
[1]骨组织工程磷酸钙生物陶瓷多孔支架的制备及性能[D]. 刘朝红.东南大学 2004
本文编号：3619225
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