【技术实现步骤摘要】
本专利技术为一种梯度石墨烯/镁复合材料的制备方法。
技术介绍
镁合金作为生物医用金属材料与现在已经临床使用的其它生物医用金属材料相比具有明显优势:(1)资源丰富,价格低廉,镁在地壳中的储藏量极其丰富,其储藏量达到2.8%,位居第6位;(2)镁是人体不可缺少的矿物质元素之一,镁几乎参与人体所有的新陈代谢过程,在细胞内它的含量仅次于钾,镁影响钾、钠、钙离子细胞内外移动的“通道”,并有维持生物膜电位的作用;(3)良好的力学相容性,以镁为基体的合金的弹性模量和密度最接近人体骨骼弹性模量和密度;(4)优异的生物相容性和生物可降解,镁合金本身在生物体中可以逐渐降解,由新生骨组织逐渐代替原先的植入体,是理想的生物支架材料。但是金属镁的活性高,在生物体内受体液腐蚀现象较为严重。与新骨生长速度(12~18周)不匹配,所以提高其耐腐蚀性,使其在新骨生长完好之前仍能够保持机械性能是镁及合金作为骨修复材料最需要解决的关键问题。石墨烯具有良好的生物相容性和化学稳定性、无细胞毒性,石墨烯及其衍生物在纳米药物运输系统、生物检查、生物成像、肿瘤医治等方面的使用宽广。以石墨烯为底层的生物设备或生物传感器能够用于细菌剖析、DNA和蛋白质检查等。但是如何将石墨烯加入镁基体中以提高镁基体的耐腐蚀性能和力学性能研究较少。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述所存在的问题,提供一种提高镁基体的耐腐蚀性能和力学性能的梯度石墨烯/镁复合材料的制备方法。本专利技术的技术方案是:首先将有机单体甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、交联剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、分散剂油酸、镁粉和石墨烯粉分散到正丁醇 ...
【技术保护点】
一种梯度石墨烯/镁复合材料的制备方法,其特征在于,一、石墨烯/镁复相浆料的制备按质量份数,将5‑15份有机单体甲基丙烯酸羟乙酯,1‑3份交联剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯溶解到29.125‑60.25份的正丁醇中,搅拌均匀,之后再加入1.5‑2.25份分散剂油酸,搅拌均匀,随后加入27‑40.5份粒度为60nm的镁粉和3‑4.5份粒度500nm的石墨烯粉,搅拌均匀;球磨24h后加入2‑5份引发剂过氧化苯甲酰和0.25‑0.625份的催化剂N,N二甲基苯胺,搅拌均匀,制备成石墨烯/镁复相浆料;二、离心、凝胶固化及烧结a.将上述制备好的石墨烯/镁复相浆料注入到离心机内模具中,在500‑2000r/min转速下离心10‑20min,使石墨烯和镁颗粒形成连续的梯度分布;b.将离心后的浆料放入60‑80℃真空烘箱中凝胶固化30min,固化后的生坯脱模后在100‑150℃真空烘箱中干燥3‑6h,然后放入管式炉中氩气气氛保护下烧结成梯度石墨烯/镁复合材料;其烧结工艺为:采用1℃/min的升温速率从室温加热到300℃,保温3h后,以3℃/min的升温速率加热到610‑630℃,保温2h后随炉冷到室温;其中氩 ...
【技术特征摘要】
1.一种梯度石墨烯/镁复合材料的制备方法,其特征在于,一、石墨烯/镁复相浆料的制备按质量份数,将5-15份有机单体甲基丙烯酸羟乙酯,1-3份交联剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯溶解到29.125-60.25份的正丁醇中,搅拌均匀,之后再加入1.5-2.25份分散剂油酸,搅拌均匀,随后加入27-40.5份粒度为60nm的镁粉和3-4.5份粒度500nm的石墨烯粉,搅拌均匀;球磨24h后加入2-5份引发剂过氧化苯甲酰和0.25-0.625份的催化剂N,N二甲基苯胺,搅拌均匀,制备成石墨烯/镁复相浆料;二、离心、凝胶固化及烧结a.将上述制备好的石墨烯/镁复相浆料注入到离心机内模具中,在500-2000r/min转速下离心10-20min,使石墨烯和镁颗粒形成连续的梯度分布;b.将离心后的浆料放入60-80℃真空烘箱中凝胶固化30min,固化后的生坯脱模后在100-150℃真空烘箱中干燥3-6h,然后放入管式炉中氩气气氛保护下烧结成梯度石墨烯/镁复合材料;其烧结工艺为:采用1℃/min的升温速率从室温加热到300℃,保温3h后,以3℃/min的升温速率加热到610-630℃,保温2h后随炉冷到室温;其中氩气的流速为0.4-0.8 L/min。2.根据权利要求1所说的一种梯度石墨烯/镁复合材料的制备方法,其特征在于,一、石墨烯/镁复相浆料的制备按质量份数,将5份有机单体甲基丙烯酸羟乙酯、1份交联剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯溶解到60.25份的正丁醇中,搅拌均匀,再加入1.5分散剂油酸,搅拌均匀,随后加入27份粒度为60nm的镁粉和3份粒度500nm的石墨烯粉,搅拌均匀;球磨24h后加入2份引发剂过氧化苯甲酰和0.25份的催化剂N,N二甲基苯胺,搅拌均匀,制成石墨烯/镁复相浆料;二、离心、凝胶固化及烧结a.将上述制备好的石墨烯/镁复相浆料注入到离心机内模具中,在500r/min转速下离心20min,使石墨烯和镁颗粒形成连续的梯度分布;b.将离心后的浆料放入60℃真空烘箱中凝胶固化30min,固化后的生坯脱模后在100℃真空烘箱中干燥6h,然后放入管式炉中氩气气氛保护下烧结成梯度石墨烯/镁复合材料;其烧结工艺为:采用1℃/min的升温速率从室温加热到300℃,保温3h后,以3℃/min的升温速率加热到610℃,保温2h后随炉冷到室温;其中氩气的流速为0.4L/min。3.根据权利要求1所说的一种梯度石墨烯/镁复合材料的制备方法,其特征在于,一、石墨烯/镁复相浆料的制备按质量份数,将15份有机单体甲基丙烯酸羟乙酯、3份交联剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯溶解到29.125份的正丁醇中,搅拌均匀,再加入2.25份分散剂油酸,搅拌均匀,随后加入40.5份粒度为60nm的镁粉和4.5份粒度500nm的石墨烯粉,搅拌均匀;球磨24h后加入5份引发剂过氧化苯甲酰和0.625份的催化剂N,N二甲基苯胺,搅拌均匀,制...
【专利技术属性】
技术研发人员:于景媛,魏磊山,李强,刘洋,石萍,
申请(专利权)人:辽宁工业大学,
类型:发明
国别省市:辽宁;21
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