聚乙二醇對羥基磷灰石作用的研究

第24卷第1期佳木斯大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)Vol 24 No. 12006年01月Joumal of Jiamusi University( Natural Science EditionJan.2006文章編號:1008-1402(2006)01-0001-03聚乙二醇對羥基磷灰石作用的研究孟祥才,孫青竹,呂奎龍,王海波(佳木斯大學(xué)黑龍江佳木斯15400摘要:為了解決沉淀法制備羥基磷灰石的團聚問(wèn)題,本實(shí)驗在膠體烘干前加入適量的分散劑聚乙二醇(PEG),通過(guò)TEM,KRD檢測羥基磷灰石粉體,結果表明:當加入PEG為n(HAP):n(PEG)=10:2,PEG濃度為2%時(shí)羥基磷灰石經(jīng)70℃烘干,600℃煅燒后粉末粒子為柱狀,團聚體少,長(cháng)約40mm,寬約20mm關(guān)鍵詞:羥基磷灰石(HAP);聚乙二醇(PEG);分散中圖分類(lèi)號:TB383文獻標識碼:A羥基磷灰石(HAP是人體骨和牙齒的主要無(wú)二醇(PEG-2000,分析純,分子式:[HO機成分,如人體骨磷灰石的基本單元是針狀和柱狀(CHCH2O)nH],平均分子為19000的磷灰石晶體(,長(cháng)約40m,寬約20m因此納米級的HAP與人體內組織成分更為廂似,具有更1.2表征儀器佳的生物性能,鑒于納米羥基磷灰石特殊作用,而JSM-6360LV掃描電鏡,日本電子公司;其形狀和尺寸是其顯示納米效應的關(guān)鍵,因此,如EM1200EX型TEM透射電鏡,日本電子公司(J-何對納米HAP晶體的生成進(jìn)行有效調控以制備O); Philips X pert powo.3040型x射線(xiàn)衍儀日本理出粒徑細小、形態(tài)變化小、分散性良好和穩定性強學(xué) Rigaku公司的HAP納米粒子具有重要意義納米羥基磷灰石膠體由于范德華力的存在易1.3賣(mài)驗方法產(chǎn)生軟團聚,這種團聚可以通過(guò)機械方法來(lái)消除,應用共沉淀法合成羥基磷灰石膠體,反應方程但是凝膠態(tài)的羥基磷灰石在隨后的烘干和煅燒過(guò)式如下:程中發(fā)生的硬團聚則很難分散郭大勇等2采用凝7Ca(OH)2+3Ca(H2 PO).H20-Ca(PO4)膠-溶膠法并利用檸檬酸作螯合劑合成羥基磷灰(OH)2+15H1O石,解決了制得羥基磷灰石粒度較大的問(wèn)題,但由待反應完畢,將脫水后的HAP膠體按n于檸檬酸的加入引起了羥基磷灰石的晶格畸變.廖(HAP):n(PEG)=10:0.3,10:1,10:2加入PEG片鵬飛等利用卵磷脂形成囊泡時(shí)產(chǎn)生的特殊反應狀固體,再加入適量的蒸餾水將PG配制成濃度環(huán)境限制羥基磷灰石晶體的生長(cháng),700℃C.燒后得分別為1%,2%,3%,4%的水溶液配比如下表1,到球狀粒徑尺寸在50m左右的納米羥基磷灰石,球磨3h后70℃烘干,將烘干產(chǎn)物在600℃煅燒4但卵磷脂的囊泡有序體對外界條件非常敏感,反應小時(shí)不易控制表1羥基磷灰石與聚乙二醇的配比本實(shí)驗研究烘千前,在膠態(tài)的羥基磷灰石中加入非離子表面活性劑聚乙二醇(PEG)水溶液,討論10:0.3B1DI其對羥基磷灰石的作用及其原理1實(shí)驗2實(shí)驗結果與討論1.1實(shí)驗用原料氫氧化鈣,分析純;磷酸二氫鈣,分析純;聚乙H中國煤化工形貌CNMHG性劑的羥基磷灰石者簡(jiǎn)介:孟祥才(1952-),男黑龍江省樺南人,佳木斯大學(xué)教授,碩士研究生導師佳木斯大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)2006年圖1未加PEG的羥基磷灰石形貌膠態(tài)烘于態(tài)煅燒態(tài)的TEM圖片如圖1羥基磷灰學(xué)作用:(1)吸附和降低表面張力;(2)膠團化作用石膠態(tài)(圖1a)為長(cháng)針狀,長(cháng)徑尺寸為80mm左右采用表面活性劑作為分散劑主要是利用表面活性有團聚現象;羥基磷灰石烘干態(tài)(圖1b)長(cháng)徑有所劑在固液界面上的吸附作用,形成一層分子膜阻礙減小,團聚更加嚴重;羥基磷灰石煅燒態(tài)(圖lc),顆粒之間相互接觸,同時(shí)表面活性劑還可以降低表粒徑70-100mm且團聚嚴重面張力,從而減少毛細管的吸附力羥基磷灰石膠體的團聚主要是由于范德華力聚乙二醇(PFC)是一種非離子型表面活性劑,所致的軟團聚,可由機械法去除,本實(shí)驗中采用球它的水溶性穩定性極好,不易受電解質(zhì)及酸堿影磨法打開(kāi)軟團聚;羥基磷灰石的硬團聚是由于濕的響它的分子式為Ho(CH2CH2O)H,只有羥基和醚膠體中含有大量的水,在烘干過(guò)程中隨著(zhù)水分的蒸基兩種親水基而無(wú)疏水基其在水溶液中呈蛇發(fā)膠體中出現孔隙在孔隙中形成大量的彎月液形,親水性的氧原子被水分子拉出來(lái)處于鏈的面,由于毛細管作用,顆粒被壓在一起,顆粒接近外側,親油性的基處于里面,鏈周?chē)妥兊萌菀着c時(shí)膠體表面上的自由水分子與自由羥基形成氫水結合,總體顯示出相當大的親水性因而可以鍵,與相鄰顆粒上的水形成氫鏈產(chǎn)生橋接作用,如把每個(gè)聚乙二醇分子形象地看作是由許多親水基果進(jìn)一步脫水,氫鍵將轉化成強度高的橋氧鍵導朝外,親油基朝內的小分子定向排列組成的一個(gè)反致了難以分散的硬團聚產(chǎn)生,這種在烘干階段產(chǎn)生常膠束將它加入到溶液中可以使其高分子長(cháng)鏈的的硬團聚在隨后的煅燒過(guò)程中加劇所以要解決團端緊緊地吸附于羥基磷灰石膠粒表面,從而形成聚問(wèn)題關(guān)鍵在于解決烘干階段產(chǎn)生的硬團聚,并抑層高分子保護膜,包圍了膠體粒子,而其呈蛇形制煅燒過(guò)程中顆粒的長(cháng)大的分子鍵伸向水溶液中,又使得其具有一定厚度,22PEG對羥基磷灰石的影響所以當帶同性電荷的膠體粒子相互接近時(shí),靜電斥力再加上這層粘稠的高分子表面活性劑在水溶液中有兩種基本的物理化Cm凵中國煤化工驟悶圖2不同濃度中分散最好樣CNMHG膜的空間位阻效應,使得膠粒的吸引力大為削弱,將煅燒后的試樣在30MP下壓制成片,做SEM有效地抑制了膠體粒子的團聚觀(guān)察,每組濃度中分散效果最好的試樣分別為A1;第1期盂祥才,等:聚乙二醇對羥基磷灰石作用的研究3B3;C;D1四個(gè)試樣的TEM觀(guān)察圖片如圖2,PEG上的聚乙二醇完全去除,在此過(guò)程中聚乙二醇漸漸的濃度和加入量對它的分散作用均有影響,適當的失去空間位阻作用,在聚乙二醇完全去除之前羥基加人量具有很好的分散效果如B3,其中濃度的影磷灰石粒子仍處于包覆之中致使經(jīng)過(guò)600℃煅燒4響作用是主導的,PEG濃度太低如A1,聚乙二醇小時(shí)后羥基磷灰石為柱狀,這種形狀與人骨的羥基溶液中的膠束濃度較低,不但顆粒間的靜電斥力不磷灰石形狀及其相近,可能具有較好的生物效應夠強,而且也不能徹底遮蔽顆粒間的非架橋羥基和吸附水,無(wú)法達到良好的分散效果;若聚乙二醇膠23加入PEC煅燒后的相分析束濃度過(guò)大如D1,會(huì )導致混合液體流動(dòng)性變差對B3,C2這兩組分散較好的試樣進(jìn)行XRD分不但沒(méi)有明顯改善分散效果,并且有使顆粒粗大的析,如圖3所示,在圖中可以看到,明顯的羥基磷灰趨勢.對于本次試驗,PEG濃度2%,摩爾比為10石XRD特征峰,而無(wú)其他雜質(zhì),可以判斷聚乙二醇2,混合液體的流動(dòng)特性較好,分散效果最好在煅燒過(guò)程中被揮發(fā)出去,沒(méi)有影響羥基磷灰石的本實(shí)驗中利用煅燒將包覆在羥基磷灰石表面相WM9295394耶4554553953954954955495圖3煅燒后試樣的XRD圖譜[1]資文華陳慶華,謬松蘭,等羥基磷灰石生物陶瓷的研究狀3結論況及發(fā)展趨勢[J]中國陶瓷工業(yè),2003,10(1):38-43[2]郭大勇,儲成林,林萍華,等.檸檬酸對溶膠凝膠法制備羥基(1)在膠態(tài)羥基磷灰石中加入PEC烘于后煅磷灰石粉體的影響J]東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),0,(3):燒可以得到分散性較好且顆粒分布均勻的純相納402-405米羥基磷灰石,解決了沉淀法制備羥基磷灰石的團[3]廖鵬飛,毛萓,湯順清,等卵磷脂參與沉淀法制備納米羥基聚問(wèn)題磷灰石,暨南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2004,25(1):72-75[4]劉志強,李小斌,彭志宏等濕化學(xué)法制備超細粉末過(guò)程中(2)FEG的分散效果受其濃度影響較大,2%分的團聚機理及消除方法門(mén)化學(xué)通報199散效果好并得到長(cháng)徑40m左右,直徑為20m的[5]張芳胡志強,蔡英驥案乙二醇加入量對鋯鈦酸鉛粉體細羥基磷灰石度的影響[J]大連輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報00,21(3);164-167[6]沈鐘,王果庭膠體與表面化學(xué)[M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1997.321.參考文獻:Effect of Polyethylene Glycol(PEG)on thePreparation of HydroxyapatiteMENG Xiang-cai, SUN Qing -zhu, LU Kui-long, WANG Hai-bo(Jiamusi University, Jiamusi 15400, chinAbstract: Hydroxyapatite colloid was prepared with precipitator method By controlling the content of PEGwhich was mixed with HAP in drying, the homogenous nanometer HAP powder was obtained. The particle size of powder was observed by SEM and TEM. Its phase composition was cha中國煤化工 showed that the particle size of Hydroxyapatite was uniform. Even if it was calcined atCAMH Ghe size of powder wasabout 40nm. The mechanism of the dispersing of PEG to Hydroxyapexplained and analKey words: hydroxyapatite; PEG; dispersing