一种羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的制备方法。本发明专利技术的技术方案要点为：一种羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：（1）将聚乳酸、表面活性剂和助表面活性剂溶解到有机溶剂中配制成聚乳酸的油相溶液；（2）将钙离子溶液和磷酸根离子溶液分别加入到步骤（1）配制的油相溶液中配制成钙离子乳液和磷酸根离子乳液；（3）将钙离子乳液和磷酸根离子乳液混合反应形成羟基磷灰石/聚乳酸的混合乳液；（4）挥发掉混合乳液中的有机溶剂，去除表面活性剂和助表面活性剂，即制得羟基磷灰石/聚乳酸复合材料。本发明专利技术的特点在于使用乳液混合法制得复合材料，制备出来的复合材料可选择性的调整比例以适应不同的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合材料的制备方法，具体涉及。
技术介绍
聚乳酸是一种新型高分子材料，由于其具有质量轻、可塑性强、抗疲劳性能好等优点，因此具有广阔的市场前景，如可以在挤出、注塑、汽车、生物医药等多个领域应用。但是聚乳酸在力学性能方面存在着诸多不足，如:压缩模量小、软化点较低、降解时间较长等，这些不足限制了其在许多方面的应用。于是如何提高聚乳酸的性能就成为当今研究的一大热点和难点。羟基磷灰石是一种高强度的矿物化物质，其生物可吸收性好，抗压性能好，耐高温，对人体无刺激，在环境功能材料、生物活性材料等诸多领域都有很好的应用前景。但是羟基磷灰石在力学性能方面的不足，如:弯曲模量小、拉伸模量小、抗疲劳性能差、可塑性差等，又限制了其在多个领域的应用。所以改善羟基磷灰石的性能便成为当今的研究热点。现今对于改善物质性能的研究主要集中在制备新型复合材料。羟基磷灰石/聚乳酸复合材料可以同时克服聚乳酸和羟基磷灰石各自的机械性能缺点，并且将二者的优点紧密的结合起来，至今为止已经报道的制备羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的方法主要有:熔融共混法、溶剂挥发法、原位聚合法、乳液合成法等，如早期的合成方法是将半流体的聚乳酸与颗粒状的轻基磷灰石一起加压加热制成复合材料，Verheyen等将轻基磷灰石等离子喷涂在聚乳酸表面制备复合材料，胡庆军等采用原位聚合法将纳米羟基磷灰石与乳酸混合在辛酸亚锡的催化作用下聚合制备复合材料，赵建华等采用乳液合成法将纳米羟基磷灰石粉末的水溶液与聚乳酸的有机溶液混合制备复合材料等。 至今为止大多制备羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的报道都是添加纳米羟基磷灰石，只有少量在制备羟基磷灰石的同时得到复合材料的类似报道，但是本报道与之前的类似报道又有很大的区别，故此使制备的产品中羟基磷灰石的分散度大大提高。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供了，该羟基磷灰石/聚乳酸复合材料具有生物相容性好、机械性能优异和可降解等特点，制备出来的羟基磷灰石/聚乳酸复合材料可选择性的调整比例以适应不同的需求，并且制备的广品中轻基憐灰石的分散度大大提闻。本专利技术的技术方案为:，其特征在于具体步骤为:(I)将聚乳酸、表面活性剂和助表面活性剂溶解到有机溶剂中配制成聚乳酸的油相溶液；(2)将钙离子溶液和磷酸根离子溶液分别加入到步骤(I)配制的油相溶液中配制成钙离子乳液和磷酸根离子乳液；(3)将钙离子乳液和磷酸根离子乳液混合反应形成羟基磷灰石/聚乳酸的混合乳液；(4)挥发掉混合乳液中的有机溶剂，去除表面活性剂和助表面活性剂，即制得羟基磷灰石/聚乳酸复合材料。本专利技术所述的聚乳酸、表面活性剂和助表面活性剂的质量之比为m (聚乳酸):m (表面活性剂):m (助表面活性剂)=10 100:5 20:1。本专利技术所述的聚乳酸的相对分子质量为10000^200000o本专利技术所述的表面活性剂为失水山梨醇单硬脂酸酯、二乙二醇单油酸酯、二乙二醇脂肪酸酯、丙二醇单月桂酸酯、单硬脂酸甘油酯、失水山梨醇倍半油酸酯、丙二醇脂肪酸酯、吐温60、琥珀酸二辛酯磺酸钠或吐温80。本专利技术所述的助表面活性剂为正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、正丙醇、异丙醇、正己醇或正庚醇。本专利技术所述的有机溶剂为氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、四氢呋喃或丙酮。本专利技术所述的合成羟基磷灰石/聚乳酸混合乳液的反应时间为放置24 72小时。本专利技术所述的合成羟基磷灰石/聚乳酸混合乳液的反应温度为1(T40°C，压力为1.0lMPa。本专利技术的特点在于使用乳液混合法制得羟基磷灰石/聚乳酸复合材料，而以往制备羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的方法主要是将成品纳米羟基磷灰石加入到聚乳酸的溶液中，羟基磷灰石在复合材料中存在着分散不均、团聚和对材料的改性效果不明显等缺点，但是上述方法提高了羟基磷灰石在复合材料中的分散度。本专利技术的有益效果在于:1、由于本专利技术并不是将制备成品的羟基磷灰石分散到聚乳酸中，而是以合成为起点先制备了复合材料的乳液，所以大大增加了羟基磷灰石在聚乳酸中的分散性，使得材料各方面性能优异，2、本专利技术的实验操作简单，条件温和，常温下进行，制备材料的周期短，适用于大规模生产。附图说明图1是实施例1制备的羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的扫描电镜图，图2是低倍下实施例1制备的羟基磷灰石/聚乳酸复合材料中的羟基磷灰石的透射电镜图，图3是高倍下实施例1制备的羟基磷灰石/聚乳酸复合材料中的羟基磷灰石的透射电镜图，图4是实施例1制备的羟基磷灰石/聚乳酸复合材料中的羟基磷灰石的XRD图谱。具体实施例方式以下实施例有助于理解本专利技术，但不限于本专利技术的内容。实施例1 首先，溶液配置，将14 g四水合硝酸钙、9 g三水合磷酸氢二钾、4 g氢氧化钠分别溶于10 ml—次水中各自配成溶液备用。取10 ml磷酸氢二钾溶液加入50 ml的烧杯中，再向此烧杯中加入3 ml氢氧化钠溶液，混合均匀后封口备用。取50 g聚乳酸、25 g琥珀酸二辛脂磺酸钠和5 g正丙醇分别加入到500 ml 二氯甲烷中，配成聚乳酸溶液，封口备用。其次，配制硝酸钙乳液(简称乳液I)和磷酸氢二钾、氢氧化钠的混合乳液(简称乳液2)，以及制备羟基磷灰石的过程。取6.65 ml硝酸钙溶液以均匀的速率加入到75 ml之前配好的聚乳酸溶液中，混合均匀形成乳液I。同样的，取6.5 ml磷酸氢二钾、氢氧化钠的混合溶液加入到聚乳酸溶液中形成乳液2。乳液I与乳液2分别搅拌放置24小时后，将乳液2缓慢的倒入乳液I中，边加边搅拌，待加完后，将所得的混合乳液搅拌反应72小时。最后，将上述混合乳液放置于通风橱内。待二氯甲烷挥发完全后，将制备的复合材料取出，粉碎、清洗，以除去残留的琥珀酸二辛酯磺酸钠和正丙醇，再收集清洗后的产品，便得到所需要的复合材料。将制备的复合材料粉碎，测试其扫描电镜照片，如图1，通过扫描图可以看出羟基磷灰石纳米粒子在聚乳酸中的分布是很均匀的，粒子直径在Iym左右；测试其透射电镜照片，如图2、图3，通过图可以看出球状羟基磷灰石是由棒状的纳米粒子组合而成，棒状的羟基磷灰石纳米粒子其宽约4nm、长约25nm ;将得到的复合材料用上述的有机溶剂再次溶解、离心、提取其沉淀物质测试X射线衍射能谱，如图3，证明了复合材料中的物质很好的对应了标准羟基磷灰石的峰。实施例2 首先，溶液配置，将14 g四水合硝酸钙、9 g三水合磷酸氢二钾、4 g氢氧化钠分别溶于10 ml—次水中各自配成溶液备用。取10 ml磷酸氢二钾溶液加入50 ml的烧杯中，再向此烧杯中加入3 ml氢氧化钠溶液,混合均匀后封口备用。取IOOg聚乳酸、20 g吐温80和Ig正丁醇分别加入到1000 ml氯仿中，配成聚乳酸溶液，封口备用。其次，配制硝酸钙乳液(简称乳液I)和磷酸氢二钾、氢氧化钠的混合乳液(简称乳液2)，以及制备羟基磷灰石的过程。取6.65 ml硝酸钙溶液以均匀的速率加入到75 ml之前配好的聚乳酸溶液中，混合均匀形成乳液I。同样的，取6.5 ml磷酸氢二钾、氢氧化钠的混合溶液加入到聚乳酸溶液中形成乳液2。乳液I与乳液2分别搅拌放置24小时后，将乳液2缓慢的倒入乳液I中，边加边搅拌，待加完后，将所得的混合乳液搅拌反应72小时。`最后，将上述混合乳液放置于通风橱内。待氯仿挥发完全后，将制备的复合材料取出，粉碎、清洗，以除去残留的吐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：（1）将聚乳酸、表面活性剂和助表面活性剂溶解到有机溶剂中配制成聚乳酸的油相溶液；（2）将钙离子溶液和磷酸根离子溶液分别加入到步骤（1）配制的油相溶液中配制形成钙离子乳液和磷酸根离子乳液；（3）将钙离子乳液和磷酸根离子乳液混合反应形成羟基磷灰石/聚乳酸的混合乳液；（4）挥发掉混合乳液中的有机溶剂，去除表面活性剂和助表面活性剂，即制得羟基磷灰石/聚乳酸复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于具体步骤为:(I)将聚乳酸、表面活性剂和助表面活性剂溶解到有机溶剂中配制成聚乳酸的油相溶液；(2)将钙离子溶液和磷酸根离子溶液分别加入到步骤(I)配制的油相溶液中配制形成钙离子乳液和磷酸根离子乳液；(3)将钙离子乳液和磷酸根离子乳液混合反应形成羟基磷灰石/聚乳酸的混合乳液；(4)挥发掉混合乳液中的有机溶剂，去除表面活性剂和助表面活性剂，即制得羟基磷灰石/聚乳酸复合材料。2.根据权利要求1所述的羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于:所述的聚乳酸、表面活性剂和助表面活性剂的质量之比为m (聚乳酸):m (表面活性剂):m (助表面活性剂)=10 100:5 20:1。3.根据权利要求1所述的羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于:所述的聚乳酸的相对分子质量为10000 200000。4.根据权利要求1所述的羟基磷灰石/聚乳酸复...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨林，刘涛，崔倩，张晓婷，严辉影，王魁，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：