【摘 要】
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本研究以CaCl2和H3PO4为先驱体,在150℃、pH为910的条件下,水热4 h后制得了纳米羟基磷灰石(HA)粉体。采用X射线衍射、红外光谱仪、透射电子显微镜等手段对样品进行了表征。研究
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本研究以CaCl2和H3PO4为先驱体,在150℃、pH为910的条件下,水热4 h后制得了纳米羟基磷灰石(HA)粉体。采用X射线衍射、红外光谱仪、透射电子显微镜等手段对样品进行了表征。研究表明:粉体颗粒c轴方向尺寸为60100 nm,a轴方向尺寸2030 nm,与人骨中的HA尺寸较为接近。用不同重量含量硅烷偶联剂(SCA,KH560)对已制备的纳米HA粉体进行表面改性,制得SCA-HA粉体。采用红外光谱仪对样品进行了表征。研究表明,在纳米羟基磷灰石粉体表面以化学键的形式结合了硅烷偶联剂。利用注射成型方法成功的制备出HA含量高至15vol.%(体积比)的HA/PEEK复合材料,并测定了复合材料的力学性能。结果表明:复合材料的抗拉强度在HA含量为5vol.%时达到最大值,而硬度随HA含量的增加而持续增加。PEEK和HA依靠物理作用结合在一起,从5vol.%HA的复合材料的断面,可以看到HA的分散比较均匀,在此配比条件下,PEEK和HA存在着很好的结合。相比之下,HA含量为5vol.%时,基体(PEEK)的结晶度也最高。根据已得实验结果,按照较优的HA含量(5vol.%),制备出SCA-HA/PEEK复合材料,并测定了复合材料的力学性能。结果表明:复合材料的抗拉强度,在硅烷含量为3wt.%时达到最大的峰值,而硬度随硅烷偶联剂含量的增加而持续增加。从而得到优化性能的HA/PEEK复合材料的配比:采用3wt.%的硅烷偶联剂对纳米HA进行表面处理,按照5vol.%的HA含量制备复合材料。由于所用纳米羟基磷灰石与人体骨中相应成分尺寸相似,同时复合材料的机械性能得到了优化,所以制得的HA/PEEK复合材料距人体骨的替代材料更近了一步。
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