[發明專利]α-半水硫酸鈣/脂肪族聚脂復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810180559.5
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN108373585A
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 馮駙;胡穎;胡衛兵;周大寨;胡盛;余愛農
• 申請（專利權）人: 湖北民族學院
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08K9/04;C08K7/08
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 包曉靜

本發明屬于復合材料技術領域，公開了一種α?半水硫酸鈣/脂肪族聚脂復合材料及其制備方法，所述α?半水硫酸鈣/脂肪族聚脂復合材料由聚己內脂和α?半水硫酸鈣組成。本發明有效地修飾α?半水硫酸鈣晶體，消除表面活性位點，避免α?半水硫酸鈣快速轉化形成二水硫酸鈣或無水硫酸鈣。硫酸鈣具有良好的生物相容性，能在體內降解吸收，且降解速度較快，改善脂肪族聚脂降解速度較慢的不足。通過調控工藝條件來控制復合材料中α?半水硫酸鈣與脂肪族聚脂的組成比例，有效控制復合材料的強度及在體內的降解速度。

技術領域

本發明屬于復合材料技術領域，尤其涉及一種α-半水硫酸鈣/脂肪族聚脂復合材料及其制備方法。

背景技術

目前，業內常用的現有技術是這樣的：脂肪族聚脂如聚己內脂、聚乳酸、聚羥基脂肪酸酯等因具有良好的物理性能、機械加工性能、生物相容性和生物可降解性等諸多優點，成為近幾十年來眾多研究者關注的熱點，在生物醫用材料領域發展迅速。但是，脂肪族聚脂由于親水性較差、降解速度慢、機械強度較低等缺點，在實際應用中，不能滿足其要求。為了克服和改善脂肪族聚脂現有的一些不足、優化和提高其制品性能、拓寬其應用，許多科研工作者致力于新型脂肪族聚脂復合制品的研究，例如：將乳酸與表面改性的MgO納米粒子通過原位混溶復合，得到聚乳酸納米復合材料，其綜合性能得到了一定提高。將形貌多樣、比表面積大、表面改性的碳酸鈣顆粒與脂肪族聚脂復合，制備了脂肪族聚脂/碳酸鈣復合材料，結果顯示，該復合材料的增強增忍性、親水性、生物相容性及脂肪族聚脂的降解速度都有明顯的改進。α-半水硫酸鈣因具有良好的骨傳導性、生物相容性，體內可快速降解和抗壓強度高等優點使其成為人工骨修復材料的熱點。然而，α-半水硫酸鈣與聚合物脂肪族聚脂復合用于生物醫療領域卻極少報道，其主要原因可能是α-半水硫酸鈣與聚合物脂肪族聚脂復合形成復合材料時，為了能很好地改善復合材料的綜合性能，提高與脂肪族聚脂的界面兼容性，必須對α-半水硫酸鈣進行表面修飾。然而，由于α-半水硫酸鈣晶體分子中存在直徑約為0.45nm的水分子通活性位點，在一定的熱力學條件下，水分子可以自由進出該通道，轉化形成相應的片狀二水硫酸鈣或纖維狀的無水硫酸鈣(Baohong Guan等，J.Am.Ceram.Soc.,2013,96,3265-3271；Baohong Guan等.Langmuir2012,28,14137-14142)。因此，對α-半水硫酸鈣進行表面修飾時，反應溫度，反應時間及介質等條件進行精確控制。但是，到目前為止，關于α-半水硫酸鈣的表面修飾研究也較少報道。

近幾年，α-半水硫酸鈣作為有機物聚合物的填充材料逐漸被關注。例如，中國發明專利(CN 104262850 A)公開了一種表面改性的α-半水硫酸鈣作為聚氯乙烯的填充材料，該材料主要用于建材領域。在該專利復合材料的制備過程中，使用了大量的溶劑甲苯，這樣在工業生產中對環境很不利。另外，專利中對α-半水硫酸鈣表面改性的工藝是在高濃度無機鹽溶液，高；溫回流狀態下進行的，但該工藝還存在一些有待于改善的問題，主要包括1)高溫、高濃度無機鹽溶液極易使α-半水硫酸鈣脫水轉化為纖維狀的無水硫酸鈣；2)無機鹽容易夾雜在α-半水硫酸鈣中，導致產品質量降低；3)高濃度無機鹽溶液對生產設備損害嚴重；4)高溫導致了較高的能耗。

綜上所述，現有技術存在的技術問題是：1)高溫、高濃度無機鹽溶液極易使α-半水硫酸鈣脫水轉化為纖維狀的無水硫酸鈣；2)無機鹽容易夾雜在α-半水硫酸鈣中，導致產品質量降低；3)高濃度無機鹽溶液對生產設備損害嚴重；4)高溫導致了較高的能耗。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服α-半水硫酸鈣與聚合物復合形成復合材料現有技術的不足。同時提供一種α-半水硫酸鈣/脂肪族聚脂復合材料及其制備方法。

在本發明中，α-半水硫酸鈣表面改性是以醇水溶液為反應介質，這樣不僅有效地避免了α-半水硫酸鈣快速轉化為無水硫酸鈣的可能，同時減少了雜質，提高了產品質量，生產條件則更加溫和，彌補了腐蝕生產設備、高能耗等不足之處。另外，在本發明中，α-半水硫酸鈣與脂肪族聚脂復合材料的制備無需反應溶劑，這樣有效地減少了環境污染，降低了生產成本。