羟基磷灰石聚(己内酯-丙交酯)复合材料的性能研究.pdfVIP

摘要 摘要 通过煅烧动物牙骨制得羟基磷灰石 （HA ），再由此HA上的OH引发e- 己内酯 （e-CL）开环聚合，制备HA-PCL复合生物材料，用TEM 、FTIR 、DSC 、PLM 对其进行分析与表征，并测试了其力学性能、观察了材料的拉伸断面。 结果表明：HA的加入影响了PCL的结晶，导致PCL的结晶度由47%降低至43%， 且PCL相只能形成细小的晶粒；同时，HA-PCL复合生物材料的拉伸强度最大可 达到19.96MPa，断裂伸长率可达到126%，这说明HA的加入的确可以增强、增韧 PCL ；复合材料断面SEM 图显示了因韧性断裂的拉丝表面。因该方法合成 HA-PCL复合生物材料有较好的力学性能，故有望应用于枝骨的修复和替 代。 由本实验室合成的nano -HA 的-OH 在辛酸亚锡催化下，引发 e- CL 开 环聚合，再接枝D,L-丙交酯，制备了不同n :n 的HA-P (CL- LA)复合材料。用 CL LA TEM 、NMR 、FTIR 、DSC 等对聚合物进行表征。结果显示HA 纳米粒子在复合 物中分散较均匀，无明显团聚。而 FTIR 分析证明了所合成的复合材料为HA、 1 13 PCL 和PLA 的共聚物。 H-NMR 和 C-NMR 的测试结果显示，复合物的结构 确为HA-P (CL- LA) ，且共聚物中己内酯与丙交酯组成比随着单体投料中e- 己内 酯与丙交酯的摩尔比的增加而增加；共聚物未发生二级酯交换反应，由LA 的羰 基碳出峰分裂为多重峰推断出复合物仅发生了LA 自身的酯交换反应，且随着丙 交酯量的增多，CL 链段对 LA 自身酯交换反应的影响程度逐渐减弱。 HA-P (CL- LA)复合材料的 DSC 分析表明在 HA-P (CL- LA)复合材料中丙交酯 对聚合物相 PCL 的结晶行为的影响较大，HA-P (CL- LA)结晶温度均低于纯 的PCL；随着LA 含量的增多，出现第二个结晶峰，此结晶峰由PLA 的β结晶 所导致。同时GPC 的测试结果也显示，分子量随着丙交酯投料量的变化而变化， 当丙交酯量增多时，分子量随之变小；复合材料的拉伸强度一般在 13-24Mpa ， 随着共聚物中柔性链e- CL 含量的增大，复合材料 HA-P (CL- LA)拉伸强度逐渐 减小，而断裂伸长率增加，复合材料具有一定的柔韧性和强度。SEM 图显示出 材料的断裂方向分散，拉丝明显，为明显的韧性断裂。 为了对比复合物HA-P (CL- LA)和复合物HA-P (LA- CL)之间的差异，首先用 nano-HA 的-OH 引发D,L-丙交酯开环聚合，制备HA-PLA-OH，再接枝e- CL ， I 羟基磷灰石、聚己内酯和聚乳酸复合材料的性能研究 制得HA-P (LA-CL)复合材料，通过NMR 和FTIR 对其结构的研究，探明了导 致两者之间力学性能差异的原因。复合材料的FTIR 分析表明产物确为 HA、 1 PLA 和PCL 三者的复合物； H-NMR 分析表明产物确为 HA-P (LA-CL)复合 13 物，且以 PCL 封端；样品的 C-NMR 分析表明HA-P (LA-CL)复合材料发生 了丙交酯与己内酯之间的二级酯交换，而原本的PLA 因自身酯交换的共振峰并 未出现，只有全同序列的主峰存在。PLA 与PCL 之间的二级酯交换可能是导致 HA-P (LA-CL)复合物分子量较小，力学性能大不如复合物 HA-P (CL- LA) 的原 因。 关键词：生物可降解材料；羟基磷灰石；e- 己内酯；D,L-丙交酯；酯交换 II Abs