絲膠蛋白-磷酸鈣鹽復(fù)合材料的制備工藝研究.pdf

1、人體骨和牙齒是由有機(jī)的膠原蛋白和無機(jī)的磷酸鈣鹽組合而成的天然生物礦物。磷酸鈣鹽在膠原蛋白的調(diào)控下，呈現(xiàn)出不同的形貌和尺寸大小。在人體骨骼中，25nm×3nm尺寸大小的片狀磷酸鹽與膠原蛋白呈“磚泥”結(jié)構(gòu)存在，而在牙釉質(zhì)中，磷酸鈣鹽在牙釉蛋白的作用下分級(jí)組裝為130nm×30nm的棒狀結(jié)構(gòu)，從而被賦予不同的功能特性。近年來，人們通過體外模擬的方法，仿生合成了有機(jī)質(zhì)/磷酸鈣鹽復(fù)合材料，以得到在晶相組成、微觀形貌和尺寸上接近天然礦物的復(fù)合材料，

2、用作人工替代材料。本研究以可溶性絲膠蛋白為模板，礦化合成絲膠蛋白/磷酸鈣鹽復(fù)合顆粒。主要研究了反應(yīng)pH、溫度和時(shí)間等工藝因素對(duì)絲膠/磷酸鈣鹽復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)和形貌尺寸的影響，并采用X射線粉末衍射儀(XRD)、傅立葉變換紅外光譜儀(FTIR)、透射電子顯微鏡(TEM)、高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）和場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)等表征手段進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：
　　 1．反應(yīng)pH值極大地影響著復(fù)合材料和純磷酸鈣鹽晶體的微觀形

3、貌。50℃、320min的恒定反應(yīng)條件下，當(dāng)反應(yīng)pH值為7.4時(shí)，納米晶粒聚集呈片狀結(jié)構(gòu)，隨著反應(yīng)體系pH值增大至10時(shí)，晶粒尺寸變小，聚集成針狀，而當(dāng)pH值升高至12時(shí)，尺寸進(jìn)一步減小的晶粒高度有序的排列，沿著c軸方向擇優(yōu)生長(zhǎng)，呈現(xiàn)出類牙釉狀磷灰石結(jié)構(gòu)；
　　 2．反應(yīng)溫度越高，復(fù)合材料和純磷酸鈣晶體結(jié)晶性越好，晶粒尺寸越大且形貌各異。在pH12,320min反應(yīng)條件下，控制不同反應(yīng)溫度(25、37、50、70℃),得到的晶體

4、分別呈現(xiàn)出球狀、針狀、類牙釉狀等不同形貌。而低pH條件下，溫度對(duì)復(fù)合顆粒形貌沒有明顯影響；
　　 3．反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)有利于晶體結(jié)晶完善。在pH為10、反應(yīng)溫度為50℃的反應(yīng)條件下，反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)至320min，晶體形貌由球狀變?yōu)獒槧?，其結(jié)晶性能逐漸完善。由無定形的磷酸鈣轉(zhuǎn)變成羥基磷灰石晶體，具有典型的成核-融合-晶相轉(zhuǎn)變的反應(yīng)過程。
　　 以上結(jié)果表明，反應(yīng)pH、溫度和時(shí)間等工藝因素對(duì)復(fù)合材料和純磷酸鈣晶體的晶相和微觀形貌