CN106237380A - 一种医用纳米复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种医用纳米复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种医用纳米复合材料及其制备方法，通过如下重量份的原料制备而成：磷酸三钙，50‑60份；羟基磷灰石，35‑45份；改性玄武岩纤维，30‑40份；甲基乙烯基硅橡胶，20‑30份；甲壳素，15‑25份；甘油，10‑20份；纳米纤维素，5‑15份；去离子水，5‑15份；所述改性玄武岩纤维的制备方法为：将玄武岩纤维浸入玄武岩纤维表面改性剂中3‑5小时后取出，用蒸馏水冲洗玄武岩纤维直至冲洗后液体为中性后，将玄武岩纤维放入80‑90℃烘箱中15‑25h，取出，冷却，即得；玄武岩纤维表面改性剂由下述重量份的原料混匀后制得：棕榈酸，7‑9份；乙二醇，3‑5份；丙烯酸羟丙酯，2‑4份；交联剂TAC，1‑3份；苯氧基乙醇，1‑3份。本发明医用纳米复合材料具有较高的拉伸强度和撕裂强度，生物兼容新高。

Description

一种医用纳米复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料领域，具体涉及一种医用纳米复合材料及其制备方法。
背景技术
复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观(微观)上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玄武岩纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。
医用复合材料需要具备较高的拉伸强度和撕裂强度，且生物兼容性要高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种医用纳米复合材料及其制备方法。
本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：
一种医用纳米复合材料，通过如下重量份的原料制备而成：磷酸三钙，50-60份；羟基磷灰石，35-45份；改性玄武岩纤维，30-40份；甲基乙烯基硅橡胶，20-30份；甲壳素，15-25份；甘油，10-20份；纳米纤维素，5-15份；去离子水，5-15份；所述改性玄武岩纤维的制备方法为：将玄武岩纤维浸入玄武岩纤维表面改性剂中3-5小时后取出，用蒸馏水冲洗玄武岩纤维直至冲洗后液体为中性后，将玄武岩纤维放入80-90℃烘箱中15-25h，取出，冷却，即得；玄武岩纤维表面改性剂由下述重量份的原料混匀后制得：棕榈酸，7-9份；乙二醇，3-5份；丙烯酸羟丙酯，2-4份；交联剂TAC，1-3份；苯氧基乙醇，1-3份。
优选地，所述改性玄武岩纤维的制备方法为：将玄武岩纤维浸入玄武岩纤维表面改性剂中4小时后取出，用蒸馏水冲洗玄武岩纤维直至冲洗后液体为中性后，将玄武岩纤维放入85℃烘箱中20h，取出，冷却，即得；玄武岩纤维表面改性剂由下述重量份的原料混匀后制得：棕榈酸，8份；乙二醇，4份；丙烯酸羟丙酯，3份；交联剂TAC，2份；苯氧基乙醇，2份。
优选地，所述的医用纳米复合材料通过如下重量份的原料制备而成：磷酸三钙，55份；羟基磷灰石，40份；改性玄武岩纤维，35份；甲基乙烯基硅橡胶，25份；甲壳素，20份；甘油，15份；纳米纤维素，10份；去离子水，10份。
优选地，所述的医用纳米复合材料通过如下重量份的原料制备而成：磷酸三钙，50份；羟基磷灰石，35份；改性玄武岩纤维，30份；甲基乙烯基硅橡胶，20份；甲壳素，15份；甘油，10份；纳米纤维素，5份；去离子水，5份。
优选地，所述的医用纳米复合材料通过如下重量份的原料制备而成：磷酸三钙，60份；羟基磷灰石，45份；改性玄武岩纤维，40份；甲基乙烯基硅橡胶，30份；甲壳素，25份；甘油，20份；纳米纤维素，15份；去离子水，15份。
上述医用纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤：先将磷酸三钙、羟基磷灰石和甲壳素混合研磨，再与剩余物料混合；混合均匀后加入挤出机中熔融共混5-15分钟；最后在280-320℃温度下挤出即得。
本发明的优点：
本发明提供的医用纳米复合材料具有较高的拉伸强度和撕裂强度，且生物兼容性高，可以用于制备人工骨。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明保护范围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
实施例1：医用纳米复合材料的制备
原料重量份比：
磷酸三钙，55份；羟基磷灰石，40份；改性玄武岩纤维，35份；甲基乙烯基硅橡胶，25份；甲壳素，20份；甘油，15份；纳米纤维素，10份；去离子水，10份。
其中，所述改性玄武岩纤维的制备方法为：将玄武岩纤维浸入玄武岩纤维表面改性剂中4小时后取出，用蒸馏水冲洗玄武岩纤维直至冲洗后液体为中性后，将玄武岩纤维放入85℃烘箱中20h，取出，冷却，即得；玄武岩纤维表面改性剂由下述重量份的原料混匀后制得：棕榈酸，8份；乙二醇，4份；丙烯酸羟丙酯，3份；交联剂TAC，2份；苯氧基乙醇，2份。
医用纳米复合材料的制备方法：
先将磷酸三钙、羟基磷灰石和甲壳素混合研磨，再与剩余物料混合；混合均匀后加入挤出机中熔融共混10分钟；最后在300℃温度下挤出即得。
实施例2：医用纳米复合材料的制备
原料重量份比：
磷酸三钙，50份；羟基磷灰石，35份；改性玄武岩纤维，30份；甲基乙烯基硅橡胶，20份；甲壳素，15份；甘油，10份；纳米纤维素，5份；去离子水，5份。
其中，所述改性玄武岩纤维的制备方法为：将玄武岩纤维浸入玄武岩纤维表面改性剂中4小时后取出，用蒸馏水冲洗玄武岩纤维直至冲洗后液体为中性后，将玄武岩纤维放入85℃烘箱中20h，取出，冷却，即得；玄武岩纤维表面改性剂由下述重量份的原料混匀后制得：棕榈酸，8份；乙二醇，4份；丙烯酸羟丙酯，3份；交联剂TAC，2份；苯氧基乙醇，2份。
医用纳米复合材料的制备方法：
先将磷酸三钙、羟基磷灰石和甲壳素混合研磨，再与剩余物料混合；混合均匀后加入挤出机中熔融共混10分钟；最后在300℃温度下挤出即得。
实施例3：医用纳米复合材料的制备
原料重量份比：
磷酸三钙，60份；羟基磷灰石，45份；改性玄武岩纤维，40份；甲基乙烯基硅橡胶，30份；甲壳素，25份；甘油，20份；纳米纤维素，15份；去离子水，15份。
其中，所述改性玄武岩纤维的制备方法为：将玄武岩纤维浸入玄武岩纤维表面改性剂中4小时后取出，用蒸馏水冲洗玄武岩纤维直至冲洗后液体为中性后，将玄武岩纤维放入85℃烘箱中20h，取出，冷却，即得；玄武岩纤维表面改性剂由下述重量份的原料混匀后制得：棕榈酸，8份；乙二醇，4份；丙烯酸羟丙酯，3份；交联剂TAC，2份；苯氧基乙醇，2份。
医用纳米复合材料的制备方法：
先将磷酸三钙、羟基磷灰石和甲壳素混合研磨，再与剩余物料混合；混合均匀后加入挤出机中熔融共混10分钟；最后在300℃温度下挤出即得。
实施例4：医用纳米复合材料的制备
原料重量份比：
磷酸三钙，55份；羟基磷灰石，40份；改性玄武岩纤维，32份；甲基乙烯基硅橡胶，25份；甲壳素，20份；甘油，15份；纳米纤维素，10份；去离子水，10份。
其中，所述改性玄武岩纤维的制备方法为：将玄武岩纤维浸入玄武岩纤维表面改性剂中4小时后取出，用蒸馏水冲洗玄武岩纤维直至冲洗后液体为中性后，将玄武岩纤维放入85℃烘箱中20h，取出，冷却，即得；玄武岩纤维表面改性剂由下述重量份的原料混匀后制得：棕榈酸，8份；乙二醇，4份；丙烯酸羟丙酯，3份；交联剂TAC，2份；苯氧基乙醇，2份。
医用纳米复合材料的制备方法：
先将磷酸三钙、羟基磷灰石和甲壳素混合研磨，再与剩余物料混合；混合均匀后加入挤出机中熔融共混10分钟；最后在300℃温度下挤出即得。
实施例5：医用纳米复合材料的制备
原料重量份比：
磷酸三钙，55份；羟基磷灰石，40份；改性玄武岩纤维，38份；甲基乙烯基硅橡胶，25份；甲壳素，20份；甘油，15份；纳米纤维素，10份；去离子水，10份。
其中，所述改性玄武岩纤维的制备方法为：将玄武岩纤维浸入玄武岩纤维表面改性剂中4小时后取出，用蒸馏水冲洗玄武岩纤维直至冲洗后液体为中性后，将玄武岩纤维放入85℃烘箱中20h，取出，冷却，即得；玄武岩纤维表面改性剂由下述重量份的原料混匀后制得：棕榈酸，8份；乙二醇，4份；丙烯酸羟丙酯，3份；交联剂TAC，2份；苯氧基乙醇，2份。
医用纳米复合材料的制备方法：
先将磷酸三钙、羟基磷灰石和甲壳素混合研磨，再与剩余物料混合；混合均匀后加入挤出机中熔融共混10分钟；最后在300℃温度下挤出即得。
实施例6：对比实施例，玄武岩纤维不改性
原料重量份比：
磷酸三钙，55份；羟基磷灰石，40份；玄武岩纤维，35份；甲基乙烯基硅橡胶，25份；甲壳素，20份；甘油，15份；纳米纤维素，10份；去离子水，10份。
纳米仿生复合材料的制备方法：
先将磷酸三钙、羟基磷灰石和甲壳素混合研磨，再与剩余物料混合；混合均匀后加入挤出机中熔融共混10分钟；最后在300℃温度下挤出即得。
实施例7：效果实施例
分别测试实施例1-6制备材料的强度，结果如下表：
拉伸强度(MPa) 撕裂强度(kN·m-1)
实施例1 15.7 33.7
实施例6 8.1 24.1
实施例2-5测试结果与实施例1基本一致，不再一一罗列。
结果表明，本发明提供的医用纳米复合材料具有较高的拉伸强度和撕裂强度，且生物兼容性高，与现有技术相比具有突出的实质性特点和显著的进步。
上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。

Claims (6)

1.一种医用纳米复合材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：磷酸三钙，50-60份；羟基磷灰石，35-45份；改性玄武岩纤维，30-40份；甲基乙烯基硅橡胶，20-30份；甲壳素，15-25份；甘油，10-20份；纳米纤维素，5-15份；去离子水，5-15份；所述改性玄武岩纤维的制备方法为：将玄武岩纤维浸入玄武岩纤维表面改性剂中3-5小时后取出，用蒸馏水冲洗玄武岩纤维直至冲洗后液体为中性后，将玄武岩纤维放入80-90℃烘箱中15-25h，取出，冷却，即得；玄武岩纤维表面改性剂由下述重量份的原料混匀后制得：棕榈酸，7-9份；乙二醇，3-5份；丙烯酸羟丙酯，2-4份；交联剂TAC，1-3份；苯氧基乙醇，1-3份。
2.根据权利要求1所述的医用纳米复合材料，其特征在于，所述改性玄武岩纤维的制备方法为：将玄武岩纤维浸入玄武岩纤维表面改性剂中4小时后取出，用蒸馏水冲洗玄武岩纤维直至冲洗后液体为中性后，将玄武岩纤维放入85℃烘箱中20h，取出，冷却，即得；玄武岩纤维表面改性剂由下述重量份的原料混匀后制得：棕榈酸，8份；乙二醇，4份；丙烯酸羟丙酯，3份；交联剂TAC，2份；苯氧基乙醇，2份。
3.根据权利要求1所述的医用纳米复合材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：磷酸三钙，55份；羟基磷灰石，40份；改性玄武岩纤维，35份；甲基乙烯基硅橡胶，25份；甲壳素，20份；甘油，15份；纳米纤维素，10份；去离子水，10份。
4.根据权利要求1所述的医用纳米复合材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：磷酸三钙，50份；羟基磷灰石，35份；改性玄武岩纤维，30份；甲基乙烯基硅橡胶，20份；甲壳素，15份；甘油，10份；纳米纤维素，5份；去离子水，5份。
5.根据权利要求1所述的医用纳米复合材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：磷酸三钙，60份；羟基磷灰石，45份；改性玄武岩纤维，40份；甲基乙烯基硅橡胶，30份；甲壳素，25份；甘油，20份；纳米纤维素，15份；去离子水，15份。
6.权利要求1-5任一所述医用纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：先将磷酸三钙、羟基磷灰石和甲壳素混合研磨，再与剩余物料混合；混合均匀后加入挤出机中熔融共混5-15分钟；最后在280-320℃温度下挤出即得。
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