HA及复合材料的微乳模板合成、表征和性能的研究

论文摘要

本文依据生物矿化的原理,通过以十六烷基二甲基溟化钱（CTAB）作表面活性剂,正己醇为助表面活性剂,十六烷为油相和水作出的拟三元相图,通过电导率的变化,找出体系所形成的双连续微乳液区域作为模板,控制矿化产物的成核和生长来制备具有与天然生物骨磷灰石结构相似的羟基磷灰石（hydroxyapatites简称HAP或HA）。利用SEM、TEM、XRD、FT-IR等手段对合成的样品进行了形貌和结构的表征,并将其与共沉淀法制备的HA在模拟体液中的溶解性进行了比较,结果表明:利用双连续微乳模板控制合成的HA是具有棒状的六方晶体,结构参数为a0=0.920,c0=0.688,与天然生物骨材料相似,抗体液溶解性比共沉淀法制备的HA优越。 为了进一步探讨表面活性剂在无机合成中的模板作用,本文还以可以调控和诱导矿化的CTAB/正己醇/十六烷/水和TX100/正己醇/环己烷/水两个拟三元微乳体系作为磷酸钙盐矿化的“模板”制备HA和磷酸钙盐,也利用SEM、TEM、XRD、FT-IR等手段来研究产物的微观结构和组成,结果表明:不同的微乳及微乳中不同的相可以调控矿化产物的形状、结构及大小,而且即使在相同的微乳体系中,由于成核作用不同也可以导致产物结构的不同。 由于单独的HAP材料往往具有较差的力学性能,基于仿生学的概念,复合材料可以弥补其不足,本文还研究了HA与明胶复合成为HA/明胶复合材料的复合手段,复合物的性能表征（SEM、FT-IR）,复合物在模拟体液中的特性(pH值以及Ca2+浓度随时间的变化关系)以及将HA/明胶复合材料与HA在力学性能上进行比较,结果表明:合成的HA/明胶复合材料是一种表面多孔的复合材料,在模拟体液中pH值及Ca2+浓度随时间的变化关系表现出一些特性,其力学性能明显比HA材料增强。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第一章 绪论
• 引言
• 1.1 仿生材料、仿生技术及微乳液模板法的概述
• 1.1.1 仿生材料
• 1.1.2 仿生技术（模板技术）
• 1.1.3 微乳液的简介
• 1.1.4 仿生合成技术的最新研究进展
• 1.2 磷酸钙生物活性材料概述
• 1.2.1 磷酸钙的结构
• 1.2.2 磷酸钙的性能
• 1.2.3 磷酸钙的生物降解
• 1.2.4 磷酸钙（羟基磷灰石）的制备方法
• 1.2.4.1 HA粉的制备
• 1.2.4.2 HA涂层的制备
• 1.2.4.3 HA晶须制备
• 1.3 羟基磷灰石复合材料概述
• 1.3.1 HA复合涂层材料
• 1.3.2 HA与高分子材料的复合
• 1.3.3 HA与天然材料的复合
• 1.3.4 HA与其他材料的复合
• 第二章 微乳模板控制合成轻基磷灰石及磷酸钙盐材料
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 矿化液的制备
• 2.2.2 拟三元微乳体系中微乳区和双连续相的确定
• 2.2.3 微乳液调控矿化液矿化
• 2.2.4 矿化产物的表征
• 2.2.5 矿化产物在模拟体液中的溶解性
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 体系中微乳区和双连续区域的确定
• 2.3.2 试样2的微观形态分析
• 2.3.3 试样2的XRD和FT-IR结构表征
• 2.3.4 试样在模拟体液中的溶解性
• 2.3.5 微乳液调控固相产物生成，试样的SEM形貌分析及比较
• 2.3.6 样品的TEM形貌分析及比较
• 2.3.7 产物的XRD分析
• 2.3.8 产物的FT-IR分析
• 2.3.9 结论
• 第三章 磷酸钙与明胶复合生物材料
• 3.1 磷酸钙/聚合物复合材料的种类及合成方法
• 3.2 磷酸钙/天然高分子复合材料
• 3.2.1 HA与胶原高分子的复合
• 3.2.2 羟基磷灰石与天然活性高分子复合
• 3.3 羟基磷灰石/明胶复合
• 3.3.1 引言
• 3.3.2 实验部分
• 3.3.2.1 HA的制备
• 3.3.2.2 明胶与羟基磷灰石复合
• 3.3.2.3 复合物的表征
• 3.3.2.4 HA/明胶复合物在模拟体液中的特性测试
• 3.3.3 结果与讨论
• 3.3.3.1 HA/明胶复合物的SEM
• 3.3.3.2 HA/明胶复合物的FT-IR分析
• 3.3.3.3 HA/明胶复合物比表面积分析
• 3.3.3.4 样品4的表征及结果分析
• 3.3.3.5 HA/明胶复合物在模拟体液中的特性
• 3.3.3.6 HA/明胶复合物与HA力学性能比较
• 3.3.3.7 结论
• 参考文献
• 硕士期间完成的论文
• 致谢