一种花状羟基磷灰石晶须的制备方法技术

一种花状羟基磷灰石晶须的制备方法，采用碳酸钙和磷酸作为原料，控制磷酸与碳酸钙的质量比大于3：1，将轻质碳酸钙置于调节过pH值的磷酸溶液中，进行搅拌，得到前驱体将前驱体放置于水热反应釜中进行水热反应，反应结束后冷却至室温，取出所得产物，依次进行三次水洗、三次醇洗，离心分离去除反应残余物和杂质，将所得产物放入恒温干燥箱中干燥后，即可得到花状羟基磷灰石晶须，所制备的羟基磷灰石花状晶须长径比可控，且形貌均匀、断裂韧性明显提高，具有成本低、产率高、工艺简单、可重复操作性强的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物陶瓷材料制备
，特别涉及。
技术介绍
羟基磷灰石(hydroxyapatite，简称HAp)具有优良的生物相容性和生物活性，骨诱导活性比较突出，羟基磷灰石晶须作为其一种特殊形态，不仅保留了生物学上的优异性质，而且具有较高的抗拉性能和较低的位错密度。作为以单晶形式生长的纤维，HAp晶须的强度和韧性都比普通的羟基磷灰石陶瓷提高约InS倍，可作为硬组织修复陶瓷材料的增强体或填充体。HAp晶须在生物陶瓷中通过偏转效应、搭桥效应、拔出效应和微裂效应等来吸收能量，消除裂纹尖端集中应力，能使材料的韧性大幅度的提高，基于其在力学及生物学上的优异性能，HAp晶须常作为生物医用材料基体的补强增韧相，用于硬组织修复与替换领域。目前，制备HAp晶须的方法主要有固相反应法、溶胶凝胶法、均相沉淀法和水热法。IwasakiH 等(Fibrous Hydroxyapatite .1989, 24(40))报道了在 100CTC下利用水蒸气通过纤维状P-Ca(PO3) 2制得纤维状HAp，但该方法反应温度高，制备工艺复杂，成本较大，且原料P-Ca(PO3)2来源有限，产物转化率低，纤维状形貌难以实现可控生长。郝军等人(溶胶-凝胶法制备羟基磷灰石粉体.青岛科技大学学报(自然科学版).2010(02))以P2O5和Ca(NO3)2MH2O为反应物，按一定的钙磷比分别溶于乙醇后混合，再添加不同的分散剂，高温煅烧，制备了羟基磷灰石粉体。产物纯度高、粒度小、结晶性好，但需要加入聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠等分散剂，在后期的煅烧处理中也出现了团聚现象。孙康宁等人(中国专利，公开号CN 102431986 A)专利技术了一种羟基磷灰石纳米纤维的制备方法，该方法是利用均相沉淀法生产出HAp纳米纤维，其直径约为20?30 nm，长度约为200^900nm,长径比基本可控，且无其他杂质相，但整个过程需要加入模板剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，且产物结晶度及形貌均一性不高，可重复性较差。水热法是目前制备羟基磷灰石晶须最常见，也是最成熟的一种方法，张继中(中国专利，公开号CN 101297978A)专利技术了一种羟基磷灰石纳米杆的制备方法，该法是在油酸-乙醇-水相转移体系下进行，制备出的HAp粉体尺寸均匀，形貌可控，生产成本低廉，但所需药品种类繁多，且文中并未描述水热时反应釜的填充度和反应体系压力的最佳参数。张美娟(中国专利，公开号CN101723341 A)专利技术了羟基磷灰石纳米纤维或纳米线的制备方法，文中描述制得的羟基磷灰石纳米线纯度高、粒径均匀、形貌单一，但实施例中并没有提及钙源的引入，且产率不高。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供，所需原料碳酸钙和磷酸价廉易得，所制备的羟基磷灰石花状晶须长径比可控，且形貌均匀、断裂韧性明显提高，具有成本低、产率高、工艺简单、可重复操作性强的特点。为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为:，其步骤如下:步骤一:称取一定量的轻质碳酸钙，用移液枪量取85.0wt.%的浓磷酸并稀释，使磷酸与碳酸钙的质量比大于3:1 ;步骤二:用氨水将步骤一中稀释后的浓磷酸的pH值调至7-9，将步骤一中的轻质碳酸钙置于调节好PH值的磷酸溶液中，将磷酸溶液放置于磁力搅拌器上，常温搅拌10-20min，得到前驱体；步骤三:将步骤二制得的前驱体放置于水热反应釜中，在160-200°C温度条件下反应10h，水热反应结束后，自然冷却至室温，取出所得产物，依次进行三次水洗、三次醇洗，离心分离去除反应残余物和杂质，将所得产物放入恒温干燥箱中干燥24h，干燥温度为60。。。由于本专利技术采用廉价易得的常规原料:碳酸钙和磷酸，有效降低了成本；利用水热法制得了花状羟基磷灰石晶须，无辅助添加剂、制备周期短，并且可通过改变水热反应温度和PH值调控羟基磷灰石晶须形貌及长径比，所制备的花状羟基磷灰石晶须形貌均匀、韧性好、稳定性高，所制备的花状羟基磷灰石晶须长径比高、综合力学性能好，可作为一类重要的生物医用材料基体的补强增韧相，用于硬组织修复与替换领域；该方法具有产率高、工艺简单、可重复操作性强的特点，为今后工业化生产提供了成熟的制备工艺。【附图说明】图1为本专利技术所制备的花状羟基磷灰石晶须的低倍SEM图。图2为本专利技术所制备的花状羟基磷灰石晶须的高倍SEM图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例一:步骤一:用电子天平称取0.Sg的轻质碳酸钙，用移液枪量取85.0wt.%的浓磷酸1.7ml，稀释到10ml，使磷酸与碳酸钙的质量比为3.2:1 ;步骤二:用氨水将步骤一中稀释后的浓磷酸的pH值调至9，将步骤一中的轻质碳酸钙置于调节好PH值的磷酸溶液中，将磷酸溶液放置于磁力搅拌器上，常温搅拌15min，得到前驱体；步骤三:将步骤二制得的前驱体放置于水热反应釜中，在180°C温度条件下反应1h,水热反应结束后，自然冷却至室温，取出所得产物，依次进行三次水洗、三次醇洗，离心分离去除反应残余物和杂质，将所得产物放入恒温干燥箱中干燥24h，干燥温度为60°C。参见图1，所制备产物聚集形貌为花状团簇，分散性良好。参见图2，所制备的羟基磷灰石晶须平均长径比为35左右，韧性好，出现弯曲和搭桥现象。实施例二:步骤一:用电子天平称取0.7g的轻质碳酸钙，用移液枪量取85.0wt.%的浓磷酸1.5ml，稀释到10ml，使磷酸与碳酸钙的质量比为3.2:1 ;步骤二:用氨水将步骤一中稀释后的浓磷酸的pH值调至7，将步骤一中的轻质碳酸钙置于调节好PH值的磷酸溶液中，将磷酸溶液放置于磁力搅拌器上，常温搅拌20min，得到前驱体；步骤三:将步骤二制得的前驱体放置于水热反应釜中，在160°C温度条件下反应1h,水热反应结束后，自然冷却至室温，取出所得产物，依次进行三次水洗、三次醇洗，离心分离去除反应残余物和杂质，将所得产物放入恒温干燥箱中干燥24h，干燥温度为60°C。实施例三:步骤一:用电子天平称取0.6g的轻质碳酸钙，用移液枪量取85.0wt.%的浓磷酸1.3ml，稀释到10ml，使磷酸与碳酸钙的质量比为3.2:1 ;步骤二:用氨水将步骤一中稀释后的浓磷酸的pH值调至8，将步骤一中的轻质碳酸钙置于调节好PH值的磷酸溶液中，将磷酸溶液放置于磁力搅拌器上，常温搅拌lOmin，得到前驱体；步骤三:将步骤二制得的前驱体放置于水热反应釜中，在200°C温度条件下反应1h,水热反应结束后，自然冷却至室温，取出所得产物，依次进行三次水洗、三次醇洗，离心分离去除反应残余物和杂质，将所得产物放入恒温干燥箱中干燥24h，干燥温度为60°C。【主权项】1.，其特征在于，步骤如下: 步骤一:称取一定量的轻质碳酸钙，用移液枪量取85.0wt.%的浓磷酸并稀释，使磷酸与碳酸1丐的质量比大于3:1; 步骤二:用氨水将步骤一中稀释后的浓磷酸的PH值调至7-9，将步骤一中的轻质碳酸钙置于调节好PH值的磷酸溶液中，将磷酸溶液放置于磁力搅拌器上，常温搅拌10-20min，得到前驱体； 步骤三:将步骤二制得的前驱体放置于水热反应釜中，在160-200°C温度条件下反应1h,水热反应结束后，自然冷却至室温，取出所得产物，依次进行三次水洗、三次醇洗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种花状羟基磷灰石晶须的制备方法，其特征在于，步骤如下：步骤一：称取一定量的轻质碳酸钙，用移液枪量取85.0wt.％的浓磷酸并稀释，使磷酸与碳酸钙的质量比大于3：1；步骤二：用氨水将步骤一中稀释后的浓磷酸的pH值调至7‑9，将步骤一中的轻质碳酸钙置于调节好pH值的磷酸溶液中，将磷酸溶液放置于磁力搅拌器上，常温搅拌10‑20min，得到前驱体；步骤三：将步骤二制得的前驱体放置于水热反应釜中，在160‑200℃温度条件下反应10h，水热反应结束后，自然冷却至室温，取出所得产物，依次进行三次水洗、三次醇洗，离心分离去除反应残余物和杂质，将所得产物放入恒温干燥箱中干燥24h，干燥温度为60℃。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅，张彪，张利锋，郑鹏，原晓艳，郭守武，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61