纳米羟基磷灰石聚氨酯复合材料的制备与表征.pdf

聚氨酯工业2012年第27卷第1期
POLYURETHANEINDUsTRY
·42·2012．Vo1．27No．1

纳米羟基磷灰石／聚氨酯复合材料的制备与表征木

叶心亮黄素萍谢宝君罗颖周武艺董先明

(华南农业大学理学院应用化学系生物材料研究所广州510642)

摘要：以模拟体液(SBF)为介质，采用仿生法制备了纳米羟基磷灰石(n．HA)，通过原位聚合法
制备了纳米羟基磷灰石／聚氨酯(n．HA／PU)复合材料。利用x射线衍射(XRD)、红外光谱(丌一
IR)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)研究了n—HA和复合材料的结构和热稳定性、表面形貌特
征。结果表明，在SBF中用浓度为0．200mol／L硝酸钙溶液制备出具有良好结晶度的n．HA，由此
制备的n—HA／PU复合材料开孔率良好，有望成为一种性能良好的医用组织支架材料。
关键词：纳米羟基磷灰石；聚氨酯；复合材料
中图分类号：TQ323．8文献标识码：A文章编号：1005—1902(2012)Ol一0042—04

羟基磷灰石(ca。(PO)(OH)：，HA)的组成和封保存；MDI，质量分数i>98．0％，巴斯夫聚氨酯(中
结构与人体类骨磷灰石非常相似，由于其良好的生国)有限公司；NaC1、Na2CO3、KC1、K2HPO4、CaC12、
物相容性、无毒、安全，且能传导骨生长，临床上广泛MgC12·6HO、NaSO，分析纯，天津市福晨化学试剂
用于骨缺损的修复和填充整形的骨材料⋯。但纯厂；磷酸，分析纯，江苏强盛化工有限公司；乙醇、
HA力学性能差、抗弯强度低、脆性大，在生理环境1，4一丁二醇(BDO)，分析纯，广州化学试剂厂；
中的抗疲劳性不高，限制了其在承受负荷环境中的ca(NO)：，化学纯，广东台山粤桥试剂有限公司。
应用J。聚氨酯(PU)弹性体在生物医学领域以其x射线衍射仪，MSALXD-2，北京普析通用仪器
优良的抗凝血性、良好的生物相容性和易加工等优异有限责任公司；红外光谱仪，Vector30，德国Bruker
的性能J，在植入体内的医疗器械和人造器官上发挥公司；扫描电镜(SEM)，XL．30E，荷兰菲利普公司；
着重要的作用。HA与PU复合后不但具有良好的生差热热重分析仪，DTG-60，日本岛津公司。
物相容性，还能补足HA的力学性能差的缺点，1．2材料的制备
HA／PU生物复合材料有望成为软骨组织替代品。纳米HA粉末(n—HA)按照文献[4]方法自制，其
本研究以模拟体液(SBF)为介质，采用仿生法制中SBF组成：NaC1(6．668g／L)、Na2CO3(2．268g／L)、
备了纳米羟基磷灰石(n—HA)，在N，保护、低温条件KC1(0．224g／L)、K2HPO4(0．228g／L)、
下，用4，4一二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、蓖麻油MgC12·6H2O(0．305g／L)、CaC12(0．278g／L)、
(C．O)、1，4一丁二醇(BDO)等原料，通过原位聚合法制Na，SO(0．071g／L)。n—HA具体制备方法为：称取

备了纳米羟基磷灰石／聚氨酯(n—HA／PU)复合材料。一定量的HPO到烧怀，加入SBF溶液，配制
用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(丌一IR)、0．200mol／L的HPO一SBF溶液；然后称取一定量
热重分析仪(TGA)、扫描电镜(SEM)研究了n．HA及其的ca(NO)，分别配制0．025、0．200mol／L的
复合材料结构、热稳定性以及表面形貌特征。ca(NO)．SBF溶液；边搅拌边将0．200mol／L的
HPO．SBF加入到Ca(NO)2一SBF溶液。用NaOH
1实验部分
溶液调节pH=10，继续搅拌30min。37℃静置
1．1主要原料和仪器设备24h，用乙醇洗涤3次，真空抽滤，得到白色晶体颗
C．O，化学纯，在110～120℃下减压脱水后密粒HA，于120oC烘干。取部分样品分别在700c【=、

通讯联系人；基金项目：国家自然科学基金(51003034)；广东省科技计划项目(2008B020300006)。
第1期叶心亮，等·纳米羟基磷灰石／聚氨酯复合材料的制备与表征·43·

800℃、850cC、900℃温度煅烧，煅烧及未煅烧的样图2为不同浓度Ca(NO)制备并经过煅烧后
品经球磨后过筛(400目，筛孔尺寸为0．0374mlT1)，的n．HA粉末的XRD衍射图。
烘干得n—HA。
n．HA／PU复合材料：称取40gC．O于三口瓶乙山
中，在N：保护下，搅拌升温至40oC；保温20min
后，加入n—HA粉末，搅拌使n-HA与C．0充分混合
后，在20rain内先滴加MDI21．05g。反应恒温在
40qC，控制反应温度和粘度，继续反应45min后，加
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