【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维材料及骨修复生物复合材料的制备方法，属于高分子材料领域。
技术介绍
1、目前在医学上修复骨修复材料以及临床矫形外科中常用的医疗器械，其材质主要为不锈钢材质和钛合金材质。由于上述该材质价格低廉、具有较高的力学强度，满足医学上人骨关节处承受的强度要求且具有稳定性，被广泛应用在临床医学中。但不锈钢材质以及钛合金材质存在缺陷，随着使用时间的增长，不锈钢材质在人体中的耐腐蚀性比较差、磨损率较高，甚至产生有毒金属离子，对人体健康造成危害；而钛合金弹性模量为110gpa,远远超出人体骨骼弹性模量3-18gpa，容易造成“应力遮挡效应”，可能会导致影响整体骨骼结构的消极影响，进而导致骨骼质量减少，易于骨折以及其他骨骼问题的发生。为了克服金属材质材料的缺陷，需用非金属材质材料替代，进一步提高其在医学上的服役时间及成效。
2、聚醚醚酮(peek)是近年来发展迅猛的一类新型热塑性高分子聚合物，聚醚醚酮（peek）是一种高性能工程塑料，常用于医疗设备、手术器械和体内植入物的制造。具有生物相容性好、耐高温、耐腐蚀、强度高等优点。在医疗领域，peek可用于制造骨科植入物、牙科设备、脊柱融合装置、人工关节、手术工具等。由于其材料特性和耐用性，peek在医疗领域的应用范围不断扩大，对于提高治疗效果和减小术后并发症具有积极的作用。聚醚醚酮（peek）是一种高性能工程塑料，常用于医疗设备、手术器械和体内植入物的制造。其优点包括生物相容性好、耐高温、耐腐蚀等特性。在医疗领域，peek可用于制造骨科植入物、
3、为了增强peek的力学性能，通常会将无机填料混入peek中，如碳纤维 、玻璃纤维，还可以通过纳米粒子增强改性聚醚醚酮，如碳纳米管（cnts）等。目前，主要采用碳纤维增强聚醚醚酮，但是碳纤维生物活性以及生物相容性较差，需要对碳纤维进行处理后才能与聚醚醚酮材料共混，中国专利技术专利公开了一种羟基磷灰石碳纤维材料及骨修复生物复合材料和制备方法以及应用(cn 116603105 a)，将碳纤维布和有机模板进行反应，得到构建有机相的碳纤维布，然后将构建有机相的碳纤维布顺次浸入可溶性磷酸盐溶液、含钙化合物溶液、含表面活性剂的模拟体液，得到羟基磷灰石碳纤维材料，提高了cf的生物活性及生物相容性；中国专利技术专利公开了改性碳纤维增强ha复合材料 (cn 104193378 b)，将碳纤维进行氨基苯甲酸处理，形成刻蚀坑，再与ha混合物共混压制成型，提高了材料的生物活性以及可加工性，但是羟基磷灰石存在脆性和机械强度不足等缺陷，会出现降低力学性能的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维材料及骨修复生物复合材料的制备方法，解决了加入羟基磷灰石反而力学性能降低的难题。本专利技术采用多壁碳纳米管与羟基磷灰石共同处理碳纤维，碳纤维表面粗糙度增大，润湿性能增强，再与聚醚醚酮材料复合，其力学性能得到进一步提高。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
3、本专利技术提供一种多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维材料及骨修复生物复合材料的制备方法，将多壁碳纳米管、碳纤维分别配成溶液，然后与羟基磷灰石进行复合，多壁碳纳米管与羟基磷灰石附着在碳纤维表面，制备成多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维材料，然后将多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维材料与聚醚醚酮材料球磨共混，制备多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维/聚醚醚酮骨修复生物复合材料，制备具体包括以下步骤:
4、(1)配制多壁碳纳米管溶液：将多壁碳纳米管粉末溶于无水乙醇，并且震荡搅拌后超声分散使其充分溶解，即得到黑色透亮的 mwcnts 溶液 ;
5、(2)配制碳纤维溶液 :将碳纤维粉末置于无水乙醇中，并且震荡搅拌后超声分散，即得到黑色的 cf 溶液;
6、(3) mwcnts/ha/ cf粉末的配制 : 在搅拌条件下，缓慢地将上述（1）所得mwcnts溶液加入到上述（2）所得cf溶液中，然后将纳米羟基磷灰石粉体加入到上述（2）所得cf溶液中，搅拌后超声分散，最后抽滤、洗涤，并在真空 120 ℃ 条件下烘干至恒重，即得到mwcnts/ha/ cf粉末；
7、(4) 骨修复生物复合材料的配制：将mwcnts/ha/ cf粉末与聚醚醚酮粉末混合均匀，放入高速球磨机中共混，放置在真空干燥箱中备用，即得到mwcnts/ha/ cf/peek骨修复生物复合材料。
8、进一步地，所述搅拌时间为30min,超声处理时间为1h~2h。
9、再进一步地，所述多壁碳纳米管粉末纯度＞95%，内径为3-5nm，外径为8-15nm，管长3-12μm，所得溶液浓度为0.005-0.01g/ml。
10、更进一步地，所述碳纤维溶液的浓度为 0.0125-0.02g/ml。
11、更进一步地，所述羟基磷灰石粉末晶型为针型，粒径为200nm。
12、更进一步地，所述多壁碳纳米管、羟基磷灰石、碳纤维的质量比为 0.2:( 0.0-0.3) :( 0.5-0.8)。
13、更进一步地，所述多壁碳纳米管、羟基磷灰石、碳纤维、聚醚醚酮的质量比为0.06:( 0.00-0.09) :( 0.15-0.24):0.7。
14、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
15、(1)本专利技术提供的多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维材料及骨修复生物复合材料的制备方法，原料来源简单可靠，制备过程简单，可操作性强；
16、(2)本专利技术提供的多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维材料及骨修复生物复合材料的制备方法，改善了碳纤维表面润湿性能，与聚醚醚酮材料复合后制备的多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维/聚醚醚酮骨修复生物复合材料，不仅密度小，生物活性良好，还具备优异的力学性能，能够满足各种领域的要求。
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1.一种多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维材料及骨修复生物复合材料的制备方法，其特征在于：将多壁碳纳米管、碳纤维分别配成溶液，然后与羟基磷灰石进行复合，多壁碳纳米管与羟基磷灰石附着在碳纤维表面，制备成多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维材料，然后将多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维材料与聚醚醚酮材料球磨共混，制备成多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维/聚醚醚酮骨修复生物复合材料，制备具体包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维材料及骨修复生物复合材料的制备方法,其特征在于:所述搅拌时间为30min,超声处理时间为1h~2h。
3.根据权利要求1所述的多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维材料及骨修复生物复合材料的制备方法,其特征在于:所述多壁碳纳米管粉末纯度＞95%，内径为3-5nm，外径为8-15nm，管长3-12μm，所得溶液浓度为0.005-0.01g/ml。
4.根据权利要求1所述的多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维材料及骨修复生物复合材料的制备方法，其特征在于：所述碳纤维溶液的浓度为 0.0125-0.02g/mL。>
5.根据权利要求1所述的多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维材料及骨修复生物复合材料的制备方法,其特征在于:所述羟基磷灰石粉末晶型为针型，粒径为200nm。
6.根据权利要求1所述的多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维材料及骨修复生物复合材料的制备方法，其特征在于:所述多壁碳纳米管、羟基磷灰石、碳纤维的质量比为 0.2:(0.0-0.3) :( 0.5-0.8)。
7.根据权利要求1所述的多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维材料及骨修复生物复合材料的制备方法，其特征在于:所述多壁碳纳米管、羟基磷灰石、碳纤维、聚醚醚酮的质量比为0.06:( 0.00-0.09) :( 0.15-0.24):0.7。
...【技术特征摘要】
1.一种多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维材料及骨修复生物复合材料的制备方法，其特征在于：将多壁碳纳米管、碳纤维分别配成溶液，然后与羟基磷灰石进行复合，多壁碳纳米管与羟基磷灰石附着在碳纤维表面，制备成多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维材料，然后将多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维材料与聚醚醚酮材料球磨共混，制备成多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维/聚醚醚酮骨修复生物复合材料，制备具体包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维材料及骨修复生物复合材料的制备方法,其特征在于:所述搅拌时间为30min,超声处理时间为1h~2h。
3.根据权利要求1所述的多壁碳纳米管/羟基磷灰石/碳纤维材料及骨修复生物复合材料的制备方法,其特征在于:所述多壁碳纳米管粉末纯度＞95%，内径为3-5nm，外径为8-15nm，管长3-12μm，所得溶液浓度为0.005-0.01g/m...
【专利技术属性】
技术研发人员：张永康，马少波，刘利剑，王宇康，戴璐钰，王晴，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：
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