專(zhuān)利名稱(chēng)：一種碳納米管增強(qiáng)骨水泥生物復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳納米管增強(qiáng)生物復(fù)合材料的方法，具體涉及一種碳納 米管增強(qiáng)骨水泥生物復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
羥基磷灰石是脊椎動(dòng)物骨骼和牙齒的主要無(wú)機(jī)成分，具有優(yōu)良的生物相 容性和生物活性，被廣泛用作硬組織替代或修復(fù)材料。但羥基磷灰石本身強(qiáng) 度低、脆性大，只能被應(yīng)用在牙槽脊增高、耳小骨替換以及頜面骨修復(fù)等非 承重材料方面，而難以應(yīng)用于承重骨方面，因此需要對(duì)羥基磷灰石進(jìn)行增強(qiáng) 增韌。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)羥基磷灰石進(jìn)行增強(qiáng)增韌的研究方法主要集中在向單 一的羥基磷灰石骨7jC泥或磷酸f丐骨水泥基體中添加纖維(主要是碳纖維)、碳
納米管等。趙萍等人趙萍，孫康寧，朱廣楠，碳纖維增強(qiáng)磷酸鈣骨水泥復(fù)
合材料，硅酸鹽學(xué)報(bào)，2005， 33 (1): 32-35采用碳纖維為增強(qiáng)相以提高磷 酸鈣骨水泥的力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)加入用濃硝酸液態(tài)氧化法處理后的碳纖維后， 可大大提高其與骨水泥之間的界面結(jié)合強(qiáng)度，且復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度為 10.80MPa。該方法在一定程度上雖然能提高磷酸鈣骨水泥復(fù)合材料的抗折強(qiáng) 度，但最終結(jié)果還是不能滿(mǎn)足臨床手術(shù)操作的要求。孫康寧等人孫康寧， 李?lèi)?ài)民，尹衍升，碳納米管/羥基磷灰石復(fù)合材料的制備研究，中國(guó)生物醫(yī)學(xué) 工程學(xué)報(bào)，2004， 23 (6): 573-578通過(guò)球磨工藝、超聲分散工藝以及超聲 分散結(jié)合滴定三種工藝制備了 CNTs/HAP復(fù)合粉體，經(jīng)lllMPa冷壓成型、 160MPa冷等靜壓成型、60(TC真空熱處理后，發(fā)現(xiàn)加入碳納米管后CNTs/HAP復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度和斷裂韌性都有提高，但提高的幅度不同。當(dāng)碳納米管
含量為2wt。/。時(shí)，復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度達(dá)到最大值59.93MPa，斷裂韌性達(dá)到 1.30MPaTi1172 。采用方法雖然在很大程度上提高了骨水泥復(fù)合材料的力學(xué)性 能，但制備工藝復(fù)雜、操作困難，所需成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種制備工藝簡(jiǎn)單的碳納米管增強(qiáng)骨水泥生物復(fù) 合材料的制備方法，所制備的復(fù)合材料具有較高的抗折強(qiáng)度，能滿(mǎn)足臨床手 術(shù)操作的要求。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
1)含硅羥基磷灰石粉體的制備
a、 將分析純的硝酸鈣[Ca(N03)2 4H20]、磷酸氫二銨[(NH4)2HP04]和尿 素[CO(NH2)2]分別配置成0.01mol/l 0.05mo1/1、 0.01mol/l 0.05mo1/1和 0.44mol/l 1.01mo1/1的溶液，溶液分別標(biāo)記為A、 B、 C;
b、 將A、 B、 C三種溶液以2:l:2 2:l:6的體積比充分混合，混合溶液標(biāo) 記為D;
c、 取100 ml的D溶液并向其中加入0.08ml 3.00ml的化學(xué)純正硅酸乙 酯溶液，在微波化學(xué)反應(yīng)儀中于6(TC 10(TC下反應(yīng)lh 7h;
d、 反應(yīng)結(jié)束后，溶液在微波化學(xué)反應(yīng)儀中自然冷卻后得白色懸浮液；
e、 將白色懸浮液倒入燒杯中，于室溫下敞口靜置24h 96h，懸浮液分為 上下兩層，上層為清夜，下層仍為懸浮液；
f、 濾去上層清液，將下層懸浮液在循環(huán)水真空泵中抽濾后先用蒸餾水清 洗2次，再用無(wú)水乙醇清洗3 5次，所得樣品標(biāo)記為E;
g、 將樣品E于70。C 10(TC下烘干后放入氧化鋁坩鍋中于700°C 1000r下煅燒2h 5h，待爐體自然冷卻后取出樣品，在瑪瑙研缽中研磨3min 5min后即得含硅羥基磷灰石粉體；
h、將硅羥基磷灰石粉體放入燒杯中并加入其質(zhì)量百分比0.5% 2.5%的 卵磷脂偶聯(lián)劑，接著滴入lml 5ml的無(wú)水乙醇作為溶劑，在超聲功率為60w 100w、室溫條件下，超聲分散15min 35min，所得樣品標(biāo)記為F;
2) :碳納米管的表面處理和分散
a. 將質(zhì)量濃度為98%的濃硫酸和質(zhì)量濃度為63%的濃硝酸按照2:1 4:1 的體積比充分混合，混合溶液標(biāo)記為M;
b. 將長(zhǎng)度為0.8jam 450nm、直徑為45nm 60nm的碳納米管于溶液M 中浸泡30min 180min，再用質(zhì)量濃度為30%過(guò)氧化氫預(yù)氧化處理30min 90min，在80。C 100。C下干燥；
c. 取處理過(guò)的碳納米管置于無(wú)水乙醇中，碳納米管與無(wú)水乙醇的體積比 為90:1 180:1，然后加入碳納米管質(zhì)量0.05% 5.0%的十二垸基苯璜酸鈉分 散劑于室溫下在微波化學(xué)反應(yīng)儀以300rpm 400rpm微波反應(yīng)15min 30min 待碳納米管分散完全后，向其中加入碳納米管質(zhì)量6-12倍的樣品F和碳納米 管質(zhì)量0.5% 2.5%的過(guò)硫酸鉀引發(fā)齊1」，在超聲功率60w 100w、室溫條件下， 超聲分散15min 35min所得樣品標(biāo)記為G;
d. 將盛有樣品G于40°C 7(TC下干燥2h 5h后備用；
3) :復(fù)合粉體的制備
a. 取樣品G置于錐形瓶中，并在超聲功率60w 100w、室溫條件下，超 聲分散15min 35min，所得樣品標(biāo)記為K;
b. 將樣品K放入氧化鋁坩鍋，在氬氣保護(hù)氣氛下，于0.4MPa 0.5MPa 的真空高溫管式爐中自室溫以3°C 5°C/min的升溫速率升溫至750°C 1050"C熱處理lh 4h，待爐體自然冷卻后，取出樣品； 4):骨水泥復(fù)合材料的制備
a. 將丙烯酸和衣康酸分別配置成0.1mol/l 0.3mol/l和0.1mol/l 0.3mol/l 的溶液，分別標(biāo)記為I^和L2;
b. 將L,和L2以l:9 4:6的體積比充分混合，得混合溶液Hj;
c. 取30ml 70ml溶液HP向溶液H,中加入其質(zhì)量0.1% 0.5%的擰檬 酸鈉制得混合溶液H2;
d. 取5g 10g的處理后的樣品K置于表面皿中，加入lml 10ml的溶液 H2，在室溫下用玻璃棒攪拌、調(diào)和3min 5min，待3min 8min后將其移入 模具中，在15MPa 40MPa的壓力下固化成型即得所需要的產(chǎn)品。
本發(fā)明采用微波化學(xué)反應(yīng)合成法制備出抗折強(qiáng)度為40.2 70.3MPa的碳 納米管增強(qiáng)骨水泥生物復(fù)合材料，能滿(mǎn)足臨床手術(shù)操作的要求，且所制備的 復(fù)合材料中碳納米管分散均勻、纖維與基體界面結(jié)合良好，是極具應(yīng)用前景 的生物醫(yī)用復(fù)合材料。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:
1)含硅羥基磷灰石粉體的制備
a、 將分析純的硝酸鈣[Ca(N03)2"H20]、磷酸氫二銨[(肌)2HP04]和尿素 [C0(麗2)2]分別配置成0.03mo1/1、 0. 05mol/l和0. 6mo1/1的溶液，分別標(biāo)記 為A、 B、 C溶液；
b、 將A、 B、 C三種溶液按2:1:2的體積比混合均勻記為溶液D;
c、 取100ml的D溶液置于三口燒瓶中并加入0. 15ml的化學(xué)純正硅酸乙 酯溶液后在微波化學(xué)反應(yīng)儀中于8(TC下反應(yīng)4h;d、 反應(yīng)結(jié)束后，溶液在微波化學(xué)反應(yīng)儀中自然冷卻后得白色懸浮液；
e、 將白色懸浮液倒入燒杯中，于室溫下敞口靜置24h 96h，懸浮液分為 上下兩層，上層為清夜，下層仍為懸浮液；
f、 濾去上層清液，將下層懸浮液在循環(huán)水真空泵中抽濾后先用蒸餾水清 洗2次，再用無(wú)水乙醇清洗3次，所得樣品標(biāo)記為E;
g、 將樣品E于IO(TC下烘干后放入氧化鋁坩鍋中于80(TC下煅燒4h，待 爐體自然冷卻后取出樣品，在瑪瑙研缽中研磨3min后即得含硅羥基磷灰石粉 體；
h、 將硅羥基磷灰石粉體放入燒杯中并加入其質(zhì)量百分比0. 5%的卵磷脂 偶聯(lián)劑，接著滴入5ml的無(wú)水乙醇作為溶劑，在超聲功率80w、室溫條件下， 超聲分散20min，所得樣品標(biāo)記為F;
2):碳納米管的表面處理和分散
a. 將質(zhì)量濃度為98%的濃硫酸和質(zhì)量濃度為63%的濃硝酸按照2:1的體 積比充分混合，混合溶液標(biāo)記為M;
b. 將長(zhǎng)度為0.8|im 450(jm、直徑為45nm 60nm的碳納米管于溶液M 中浸泡30min，再用質(zhì)量濃度為30%過(guò)氧化氫預(yù)氧化處理90min，在92°。下 干燥。
c. 取處理過(guò)的碳納米管置于無(wú)水乙醇中，碳納米管與無(wú)水乙醇的體積比 為90:1，然后加入碳納米管質(zhì)量0.05%的十二烷基苯璜酸鈉分散劑于室溫下 在微波化學(xué)反應(yīng)儀以370rpm微波反應(yīng)20min待碳納米管分散完全后，向其中 加入碳納米管質(zhì)量8倍的樣品F和碳納米管質(zhì)量2. 5%的過(guò)硫酸鉀引發(fā)劑，90w、 室溫條件下，超聲分散20min，所得樣品標(biāo)記為G;
d. 將盛有樣品G于5(TC下干燥后備用；3) :復(fù)合粉體的制備
a. 取樣品G置于錐形瓶中，并在超聲功率90w、室溫條件下，超聲分散 20min，所得樣品標(biāo)記為K;
b. 將樣品K放入氧化鋁坩鍋，在氬氣保護(hù)氣氛下，于0.4MPa的真空高 溫管式爐中自室溫以5°C/min的升溫速率升溫至85(TC熱處理3h，待爐體自 然冷卻后，取出樣品；
4) :骨7jC泥復(fù)合材料的制備
a、 將丙烯酸和衣康酸分別配置成0. 3mo1/1和0. 25mol/l的溶液，分別 標(biāo)記為L(zhǎng)和L2。
b、 將U和L2以4: 6的體積比混合均勻得混合溶液H1;
c、 取50ml溶液H"向溶液仏中加入其質(zhì)量0. 3%的檸檬酸鈉制得混合溶
液H2;
d、 取8g的樣品K置于表面皿中，加入5ml的溶液H2，在室溫下用玻璃 棒攪拌、調(diào)和3min，待5min后將其移入模具中，在40MPa的壓力下固化成 型即得所需要的產(chǎn)品。
實(shí)施例2:
1)含硅羥基磷灰石粉體的制備
a、 將分析純的硝酸鈣[Ca(N03)2'4H20]、磷酸氫二銨[(肌)2HP04]和尿素 [C0(NH2)2]分別配置成0. 01mol/l、 0. 052mol/l和0. 44mol/l的溶液，分別標(biāo) 記為A、 B、 C溶液;
b、 將A、 B、 C三種溶液按2:1'.4的體積比混合均勻記為溶液D;
c、 取100ml的D溶液置于三口燒瓶中并加入0. 08ml的化學(xué)純正硅酸乙 酯溶液后在微波化學(xué)反應(yīng)儀中于6(TC下反應(yīng)7h;d、 反應(yīng)結(jié)束后，溶液在微波化學(xué)反應(yīng)儀中自然冷卻后得白色懸浮液；
e、 將白色懸浮液倒入燒杯中，于室溫下敞口靜置24h 96h，懸浮液分為 上下兩層，上層為清夜，下層仍為懸浮液；
f、 濾去上層清液，將下層懸浮液在循環(huán)水真空泵中抽濾后先用蒸餾水清 洗2次，再用無(wú)水乙醇清洗5次，所得樣品標(biāo)記為E;
g、 將樣品E于8(TC下烘干后放入氧化鋁坩鍋中于100(TC下煅燒2h，待 爐體自然冷卻后取出樣品，在瑪瑙研缽中研磨5min后即得含硅羥基磷灰石粉 體；
h、 將硅羥基磷灰石粉體放入燒杯中并加入其質(zhì)量百分比1. 2%的卵磷脂 偶聯(lián)劑，接著滴入3ml的無(wú)水乙醇作為溶劑，在超聲功率60w、室溫條件下， 超聲分散30min，所得樣品標(biāo)記為F;
2):碳納米管的表面處理和分散
a. 將質(zhì)量濃度為98%的濃硫酸和質(zhì)量濃度為63%的濃硝酸按照3:1的體 積比充分混合，混合溶液標(biāo)記為M;
b. 將長(zhǎng)度為0.8(im 450|im、直徑為45nm 60nm的碳納米管于溶液M 中浸泡90min，再用質(zhì)量濃度為30%過(guò)氧化氫預(yù)氧化處理30min，在8CTC下干燥。
c. 取處理過(guò)的碳納米管置于無(wú)水乙醇中，碳納米管與無(wú)水乙醇的體積比 為120:1，然后加入碳納米管質(zhì)量0.8%的十二烷基苯璜酸鈉分散劑于室溫下 在微波化學(xué)反應(yīng)儀以300rpm微波反應(yīng)30min待碳納米管分散完全后，向其中 加入碳納米管質(zhì)量12倍的樣品F和碳納米管質(zhì)量1. 8%的過(guò)硫酸鉀引發(fā)劑， 60w、室溫條件下，超聲分散15min，所得樣品標(biāo)記為G;
d. 將盛有樣品G于70。C下干燥后備用；3) :復(fù)合粉體的制備
a. 取樣品G置于錐形瓶中，并在超聲功率60w、室溫條件下，超聲分散 15min，所得樣品標(biāo)記為K;
b. 將樣品K放入氧化鋁坩鍋，在氬氣保護(hù)氣氛下，于0.45MPa的真空高 溫管式爐中自室溫以4°C/min的升溫速率升溫至105(TC熱處理lh，待爐體自 然冷卻后，取出樣品；
4) :骨水泥復(fù)合材料的制備
a、 將丙烯酸和衣康酸分別配置成0. 2mo1/1和0. lmo1/1的溶液，分別標(biāo)
記為L(zhǎng)和L2。
b、 將L和L2以1:9的體積比混合均勻得混合溶液H1;
c、 取70ml溶液Hu向溶液ft中加入其質(zhì)量O. 1%的檸檬酸鈉制得混合溶
d、 取5g的樣品K置于表面皿中，加入8ml的溶液H2，在室溫下用玻璃 棒攪拌、調(diào)和4min,待8min后將其移入模具中，在32MPa的壓力下固化成 型即得所需要的產(chǎn)品。
實(shí)施例3:
1)含硅羥基磷灰石粉體的制備
a、 將分析純的硝酸鈣[Ca(N03)2'4恥]、磷酸氫二銨[(NH4) 2朋04]和尿素 [C0(NH2)2]分別配置成0.04mo1/1、 0. Olmol/1和0. 8mo1/1的溶液，分別標(biāo)記 為A、 B、 C溶液;
b、 將A、 B、 C三種溶液按2:1:3的體積比混合均勻記為溶液D;
c、 取100ml的D溶液置于三口燒瓶中并加入3. OOml的化學(xué)純正硅酸乙 酯溶液后在微波化學(xué)反應(yīng)儀中于IO(TC下反應(yīng)lh;d、 反應(yīng)結(jié)束后，溶液在微波化學(xué)反應(yīng)儀中自然冷卻后得白色懸浮液；
e、 將白色懸浮液倒入燒杯中，于室溫下敞口靜置24h 96h，懸浮液分為 上下兩層，上層為清夜，下層仍為懸浮液；
f、 濾去上層清液，將下層懸浮液在循環(huán)水真空泵中抽濾后先用蒸餾水清 洗2次，再用無(wú)水乙醇清洗4次，所得樣品標(biāo)記為E;
g、 將樣品E于7(TC下烘干后放入氧化鋁坩鍋中于70(TC下煅燒5h，待爐 體自然冷卻后取出樣品，在瑪瑙研缽中研磨4min后即得含硅羥基磷灰石粉 體；
h、 將硅羥基磷灰石粉體放入燒杯中并加入其質(zhì)量百分比2.0%的卵磷脂 偶聯(lián)劑，接著滴入lml的無(wú)水乙醇作為溶劑，在超聲功率90w、室溫條件下， 超聲分散15min，所得樣品標(biāo)記為F;
2):碳納米管的表面處理和分散
a. 將質(zhì)量濃度為98%的濃硫酸和質(zhì)量濃度為63%的濃硝酸按照3:1的體 積比充分混合，混合溶液標(biāo)記為M;
b. 將長(zhǎng)度為0.8nm 450(om、直徑為45nm 60nm的碳納米管于溶液M 中浸泡150min，再用質(zhì)量濃度為30%過(guò)氧化氫預(yù)氧化處理70min，在IO(TC
下干燥。
c. 取處理過(guò)的碳納米管置于無(wú)水乙醇中，碳納米管與無(wú)水乙醇的體積比 為150:1，然后加入碳納米管質(zhì)量3%的十二烷基苯璜酸鈉分散劑于室溫下在 微波化學(xué)反應(yīng)儀以400rpm微波反應(yīng)15min待碳納米管分散完全后，向其中加 入碳納米管質(zhì)量10倍的樣品F和碳納米管質(zhì)量0. 5%的過(guò)硫酸鉀引發(fā)劑，80w、 室溫條件下，超聲分散30min，所得樣品標(biāo)記為G;
d. 將盛有樣品G于40。C下干燥后備用；3) :復(fù)合粉體的制備
a. .取樣品G置于錐形瓶中，并在超聲功率80w、室溫條件下，超聲分散 30min，所得樣品標(biāo)記為K;
b. 將樣品K放入氧化鋁坩鍋，在氬氣保護(hù)氣氛下，于0.43MPa的真空高 溫管式爐中自室溫以3°C/min的升溫速率升溫至75(TC熱處理4h，待爐體自 然冷卻后，取出樣品；
4) :骨水泥復(fù)合材料的制備
a、 將丙烯酸和衣康酸分別配置成0. lmo1/1和0. 3mo1/1的溶液，分別標(biāo) 記為L(zhǎng)和U。
b、 將"和L2以1:6的體積比混合均勻得混合溶液H"
c、 取30ml溶液H,，向溶液a中加入其質(zhì)量0. 5。/。的檸檬酸鈉制得混合溶
液H2;
d、 取7g的樣品K置于表面皿中，加入10ml的溶液H2，在室溫下用玻璃 棒攪拌、調(diào)和5min，待3min后將其移入模具中，在25MPa的壓力下固化成 型即得所需要的產(chǎn)品。
實(shí)施例4:
1)含硅羥基磷灰石粉體的制備
a、 將分析純的硝酸鈣[Ca(N03)2，4H20]、磷酸氫二銨[(肌)2HP04]和尿素 [C0(鵬)2]分別配置成0.05mo1/1、 0. 04mol/l和1, 01mol/l的溶液，分別標(biāo) 記為A、 B、 C溶液;
b、 將A、 B、 C三種溶液按2:l: 5的體積比混合均勻記為溶液D;
c、 取100ml的D溶液置于三口燒瓶中并加入0. 25ml的化學(xué)純正硅酸乙 酯溶液后在微波化學(xué)反應(yīng)儀中于7(TC下反應(yīng)5h;d、 反應(yīng)結(jié)束后，溶液在微波化學(xué)反應(yīng)儀中自然冷卻后得白色懸浮液；
e、 將白色懸浮液倒入燒杯中，于室溫下敞口靜置24h 96h，懸浮液分為 上下兩層，上層為清夜，下層仍為懸浮液；
f、 濾去上層清液，將下層懸浮液在循環(huán)水真空泵中抽濾后先用蒸餾水清 洗2次，再用無(wú)水乙醇清洗5次，所得樣品標(biāo)記為E;
g、 將樣品E于9CrC下烘干后放入氧化鋁坩鍋中于90(TC下煅燒3h，待爐 體自然冷卻后取出樣品，在瑪瑙研缽中研磨3min后即得含硅羥基磷灰石粉 體；
h、 將硅羥基磷灰石粉體放入燒杯中并加入其質(zhì)量百分比2. 5%的卵磷脂 偶聯(lián)劑，接著滴入4ml的無(wú)水乙醇作為溶劑，在超聲功率100w、室溫條件下， 超聲分散35min，所得樣品標(biāo)記為F;
2):碳納米管的表面處理和分散
a. 將質(zhì)量濃度為98%的濃硫酸和質(zhì)量濃度為63%的濃硝酸按照4:1的體 積比充分混合，混合溶液標(biāo)記為M;
b. 將長(zhǎng)度為0.8, 45(Vm、直徑為45nm 60nm的碳納米管于溶液M 中浸泡180min，再用質(zhì)量濃度為30%過(guò)氧化氫預(yù)氧化處理50min，在88。C下 干燥。
c. 取處理過(guò)的碳納米管置于無(wú)水乙醇中，碳納米管與無(wú)水乙醇的體積比 為180:1，然后加入碳納米管質(zhì)量5.0%的十二垸基苯璜酸鈉分散劑于室溫下 在微波化學(xué)反應(yīng)儀以320rpm微波反應(yīng)25 min待碳納米管分散完全后，向其 中加入碳納米管質(zhì)量6倍的樣品F和碳納米管質(zhì)量1. 5%的過(guò)硫酸鉀引發(fā)劑， 100w、室溫條件下，超聲分散35min,所得樣品標(biāo)記為G;
d. 將盛有樣品G于6(TC下干燥后備用；3) :復(fù)合粉體的制備
a. 取樣品G置于錐形瓶中，并在超聲功率100w、室溫條件下，超聲分散 35min,所得樣品標(biāo)記為K;
b. 將樣品K放入氧化鋁坩鍋，在氬氣保護(hù)氣氛下，于0.47MPa的真空高 溫管式爐中自室溫以4°C/min的升溫速率升溫至950。C熱處理2h，待爐體自 然冷卻后，取出樣品；
4) :骨水泥復(fù)合材料的制備
a、 將丙烯酸和衣康酸分別配置成0. 25mol/l和0. 2mo1/1的溶液，分別 標(biāo)記為U禾口 L2。
b、 將L和L2以1: 3的體積比混合均勻得混合溶液H1;
c、 取60ml溶液H"向溶液H,中加入其質(zhì)量0.2。/。的檸檬酸鈉制得混合溶
液H2;
d、 取10g的樣品K置于表面皿中，加入lml的溶液H2，在室溫下用玻璃 棒攪拌、調(diào)和4min，待6min后將其移入模具中，在15MPa的壓力下固化成 型即得所需要的產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1、一種碳納米管增強(qiáng)骨水泥生物復(fù)合材料的制備方法，其特征在于1)含硅羥基磷灰石粉體的制備a、將分析純的硝酸鈣[Ca(NO3)2·4H2O]、磷酸氫二銨[(NH4)2HPO4]和尿素[CO(NH2)2]分別配置成0.01mol/l～0.05mol/l、0.01mol/l～0.05mol/l和0.44mol/l～1.01mol/l的溶液，溶液分別標(biāo)記為A、B、C；b、將A、B、C三種溶液以2∶1∶2～2∶1∶6的體積比充分混合，混合溶液標(biāo)記為D；c、取100ml的D溶液并向其中加入0.08ml～3.00ml的化學(xué)純正硅酸乙酯溶液，在微波化學(xué)反應(yīng)儀中于60℃～100℃下反應(yīng)1h～7h；d、反應(yīng)結(jié)束后，溶液在微波化學(xué)反應(yīng)儀中自然冷卻后得白色懸浮液；e、將白色懸浮液倒入燒杯中，于室溫下敞口靜置24h～96h，懸浮液分為上下兩層，上層為清夜，下層仍為懸浮液；f、濾去上層清液，將下層懸浮液在循環(huán)水真空泵中抽濾后先用蒸餾水清洗2次，再用無(wú)水乙醇清洗3～5次，所得樣品標(biāo)記為E；g.將樣品E于70℃～100℃下烘干后放入氧化鋁坩鍋中于700℃～1000℃下煅燒2h～5h，待爐體自然冷卻后取出樣品，在瑪瑙研缽中研磨3min～5min后即得含硅羥基磷灰石粉體；h、將硅羥基磷灰石粉體放入燒杯中并加入其質(zhì)量百分比0.5％～2.5％的卵磷脂偶聯(lián)劑，接著滴入1ml～5ml的無(wú)水乙醇作為溶劑，在超聲功率為60w～100w、室溫條件下，超聲分散15min～35min，所得樣品標(biāo)記為F；2)碳納米管的表面處理和分散a.將質(zhì)量濃度為98％的濃硫酸和質(zhì)量濃度為63％的濃硝酸按照2∶1～4∶1的體積比充分混合，混合溶液標(biāo)記為M；b.將長(zhǎng)度為0.8μm～450μm、直徑為45nm～60nm的碳納米管于溶液M中浸泡30min～180min，再用質(zhì)量濃度為30％過(guò)氧化氫預(yù)氧化處理30min～90min，在80℃～100℃下干燥；c.取處理過(guò)的碳納米管置于無(wú)水乙醇中，碳納米管與無(wú)水乙醇的體積比為90∶1～180∶1，然后加入碳納米管質(zhì)量0.05％～5.0％的十二烷基苯璜酸鈉分散劑于室溫下在微波化學(xué)反應(yīng)儀以300rpm～400rpm微波反應(yīng)15min～30min待碳納米管分散完全后，向其中加入碳納米管質(zhì)量6-12倍的樣品F和碳納米管質(zhì)量0.5％～2.5％的過(guò)硫酸鉀引發(fā)劑，在超聲功率60w～100w、室溫條件下，超聲分散15min～35min所得樣品標(biāo)記為G；d.將盛有樣品G于40℃～70℃下干燥2h～5h后備用；3)復(fù)合粉體的制備a.取樣品G置于錐形瓶中，并在超聲功率60w～100w、室溫條件下，超聲分散15min～35min，所得樣品標(biāo)記為K；b.將樣品K放入氧化鋁坩鍋，在氬氣保護(hù)氣氛下，于0.4MPa～0.5MPa的真空高溫管式爐中自室溫以3℃～5℃/min的升溫速率升溫至750℃～1050℃熱處理1h～4h，待爐體自然冷卻后，取出樣品；4)骨水泥復(fù)合材料的制備a.將丙烯酸和衣康酸分別配置成0.1mol/l～0.3mol/l和0.1mol/l～0.3mol/l的溶液，分別標(biāo)記為L(zhǎng)1和L2；b.將L1和L2以1∶9～4∶6的體積比充分混合，得混合溶液H1；c.取30ml～70ml溶液H1，向溶液H1中加入其質(zhì)量0.1％～0.5％的檸檬酸鈉制得混合溶液H2；d.取5g～10g的處理后的樣品K置于表面皿中，加入1ml～10ml的溶液H2，在室溫下用玻璃棒攪拌、調(diào)和3min～5min，待3min～8min后將其移入模具中，在15MPa～40MPa的壓力下固化成型即得所需要的產(chǎn)品。
全文摘要
一種碳納米管增強(qiáng)骨水泥生物復(fù)合材料的制備方法，將硝酸鈣、磷酸氫二銨和尿素溶液混合標(biāo)記為D；向D溶液中加入正硅酸乙酯溶液在微波化學(xué)反應(yīng)儀中反應(yīng)結(jié)束后，濾去上層清液得樣品E；將樣品在氧化鋁坩鍋中煅燒后在瑪瑙研缽中研磨得含硅羥基磷灰石粉體；向硅羥基磷灰石粉體中加入卵磷脂偶聯(lián)劑和無(wú)水乙醇超聲分散得F；將碳納米管置于無(wú)水乙醇中，后加入十二烷基苯璜酸鈉分散劑碳納米管分散完全后，向其中加入樣品F和過(guò)硫酸鉀，超聲分散得K，將丙烯酸和衣康酸混合，得混合溶液H₁并向溶液H₁中加入檸檬酸鈉制得混合溶液H₂；取樣品K置于表面皿中，加入溶液H₂后將其移入模具中，固化成型即得所需要的產(chǎn)品。
文檔編號(hào)A61L27/00GK101491699SQ20091002136
公開(kāi)日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日
發(fā)明者吳建鵬, 曹麗云, 李娟瑩, 殷立雄, 王文靜, 黃劍鋒 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)