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γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷与n-HA的界面作用研究

用傅立叶-红外光谱(FT-IR)、激光拉曼光谱(Raman)和X光电子能谱(XPS)等技术研究了纳米羟基磷灰石(n-HA)与γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷(KH-570)偶联剂的界面作用.结果表明,用硅烷处理后的n-HA表面的羟基(-OH)出现较大变化,说明-OH是与KH-570相互作用的主要基团,CO键的伸缩振动新峰及Si峰的出现,说明硅烷已成功接枝在HA晶体表面.n-HA晶体与有机硅烷之间的界面结合相互作用主要包括氢键和化学键,但也存在羰基与钙离子之间产生静电荷吸引的可能.用此改性的n-HA与高分子或牙科树脂复合可大大改善n-HA与复合材料的力学性能,并发挥n-HA的生物功能效应.

关键词: 纳米羟基磷灰石 , γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷 , 界面作用

多孔n-HA/CS/PA66三元复合支架材料的制备及性能

牟元华 , 李玉宝 , 向鸿照 , 张翔 , 张利 , 吴兰 , 李鸿

高分子材料科学与工程

采用常压共混复合法制备了纳米羟基磷灰石/壳聚糖/聚酰胺66(n-HA/CS/PA66)三元复合材料,并以乙醇为溶剂,聚乙烯吡咯烷嗣和氯化钠混合物为致孔剂的粒子沥滤法制备了n-HA/CS/PA66三元复合多孔支架材料,用燃烧试验、IR、XRD、SEM、孔隙率及力学性能测试等手段对其进行了表征.结果表明,n-HA在复合材料中分布均匀且呈弱结晶状态,复合前后三组分的化学组成未发生显著变化,但三相间两两均发生了相互作用.在制备n-HA/CS/PA66多孔材料时,加入少量的聚乙烯吡咯烷酮可使该多孔材料孔隙率更高,孔的贯通性更好.

关键词: 羟基磷灰石 , 壳聚糖 , 聚酰胺66 , 复合材料 , 聚乙烯吡咯烷酮 , 多孔支架

赣南离子型稀土矿山土壤环境因子垂直分布——以龙南矿区为例

陈熙 , 蔡奇英 , 余祥单 , 刘以珍 , 葛刚 , 吴兰 , 王秀峰

稀土

比较了原矿矿山及原位浸析矿山土壤环境因子的垂直分布规律,探索了限制赣南稀土矿山生态重建的土壤环境因子.结果表明,在原位浸析矿山土壤的环境因子中,去灰分干重、总有机碳、铵态氮、硝态氮、总氮均显著高于原矿土壤;pH值、微生物生物量碳、总磷则显著低于原矿土壤;土壤层间各因子浓度也存在显著差异.主成分分析表明,原矿矿山土壤表土的主导环境因子为微生物生物量碳,其他土层(1 m ～6m)的主导环境因子为pH值;原位浸析矿山中表土的主导环境因子为总有机碳,风化土壤(3 m～6 m)的主导环境因子为含水量及总氮.

关键词: 土壤环境因子 , 垂直分布 , 原位浸析 , 稀土矿 , 赣南

纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合骨修复材料的共沉淀法制备及其性能表征

张利 , 李玉宝 , 魏杰 , 左奕 , 韩纪梅 , 吴兰 , 王学江

功能材料

通过共沉淀法制备了纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合骨修复材料,并采用TEM、IR、XRD、TGA及万能材料试验机等手段对材料进行分析表征,还通过对材料的燃烧试验研究了复合材料中两相间的分散均匀性.结果表明:复合材料中的羟基磷灰石为类似于自然骨矿物相的弱结晶含碳酸纳米晶体,并均匀分散于有机相壳聚糖中;复合后壳聚糖在1655cm-1的酰胺Ⅰ谱带和1599cm-1的-NH2吸收峰均向低波数方向移动,暗示复合材料中两相间发生了相互作用.复合材料的力学性能较之两种单组分材料有明显的改善,当纳米羟基磷灰石/壳聚糖重量比为70/30时,复合材料的抗压强度最高,达120MPa左右,可满足骨组织修复与替代材料的要求.

关键词: 纳米羟基磷灰石 , 壳聚糖 , 复合材料 , 共沉淀

n-CHA/HDPE和n-CHA/gHDPE生物复合材料的界面表征

左奕 , 李玉宝 , 韩劲 , 陈世途 , 杨维虎 , 吴兰 , 王华楠

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2006.12.012

采用常压共溶复合工艺,在溶液体系中合成了分散均匀的n-CHA/HDPE,n-CHA/gHDPE两种生物功能材料,利用各种检测手段分析复合材料的界面结合状态.结果表明:n-CHA/HDPE复合材料是简单物理共混;而n-CHA/gHDPE复合材料则具有稳定的界面结合,n-CHA与gHDPE两相界面间有化学键形成.

关键词: 生物功能材料 , 纳米碳酸羟基磷灰石 , 界面 , 化学键合

n-HA/PA66复合材料中两相间作用机理研究

张翔 , 李玉宝 , 吕国玉 , 左奕 , 牟元华 , 吴兰

功能材料

采用红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)从分子水平上分析了纳米羟基磷灰石/聚酰胺66生物复合材料中纳米羟基磷灰石(n-HA)和聚酰胺66(PA66)之间的相互作用机理.结果表明,纳米羟基磷灰石与聚酰胺66之间主要通过氢键结合,而氢键作用主要发生在纳米羟基磷灰石的羟基和聚酰胺的仲氨基之间.氢键的方向性,削弱了PA66的β结晶取向,复合材料中PA66的结晶形态主要是α晶型.纳米羟基磷灰石和聚酰胺66之间的氢键作用,增加了成核点,起到了异相成核剂的作用,虽然加快了PA66的成核速率,但同时会使体系的粘度增加,影响PA66的有序排列而导致PA66的结晶度降低.

关键词: 纳米羟基磷灰石 , 聚酰胺66 , 作用机理 , 氢键作用

n-HA晶体及n-HA/PA66复合材料与人皮质骨的定性和定量对比研究

吴兰 , 李玉宝 , 杨维虎 , 张利 , 韩纪梅

功能材料

用TEM、XRD、FT-IR、TG-DTA等测试手段对成熟的人股骨皮质骨、纳米羟基磷灰石n-HA及n-HA/聚酰胺66(PA66)复合材料的形貌、相组成、晶胞参数、微晶尺寸分布、微观应变、特征基团和离子以及组成等进行了定性和定量表征.提出了一种简单易行的制样方法以获得较为清晰的人骨磷灰石照片.定量比较了人骨与两种材料中磷灰石晶体的结构差异.结果表明,n-HA和n-HA/PA66均具有较高的仿生性能.n-HA和n-HA/PA66中磷灰石的结晶度高于人骨磷灰石,晶格较人骨磷灰石完善,晶格畸变程度较人骨磷灰石小,并且两者中水分含量和CO2-3含量均低于人骨.本文的研究对于进一步优化现有的骨修复替代材料和进一步开发更接近于人骨的骨修复替代材料具有重要意义.

关键词: 皮质骨 , 纳米羟基磷灰石 , 聚酰胺66 , 晶体结构

注射式骨修复多孔复合材料的性能研究

杨维虎 , 王江 , 吴兰 , 王立 , 张利

功能材料

骨缺损在临床上是一种常见现象,通过制备纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料粉末,并以纳米羟基磷灰石/聚酰胺66和海藻酸钠的混合粉末作为主要固体成分,以聚乙烯醇水溶液为主要液相,通过混合搅拌制备了注射式骨修复多孔复合材料.通过X射线衍射(XRD)、红外(IR)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对材料的性能进行表征,表征结果表明制备的注射式骨修复材料中含有与天然骨中相似的无机成分,具有好的生物相容性和生物活性.材料的固化时间与材料的固液比、比表面积和温度等因素有关.通过调整材料的固相、液相比例,可以获得不同固化时间和不同孔隙率的骨修复材料.

关键词: 生物材料 , 骨修复材料 , 纳米羟基磷灰石 , 海藻酸钠

常温制备抗菌不锈钢的研究

杨维虎 , 李玉宝 , 吴兰 , 莫安春 , 李吉东 , 莫利蓉

功能材料

抗菌不锈钢是目前材料领域研究的热点.本文以AgNO3、ZnSO4和TiO2为主要原料,制备含有Ag+、Zn2+和TiO2的浸泡液.在常温条件下,将普通不锈钢浸入浸泡液中,制备出表面含有抗菌离子的新型抗菌不锈钢,并对其抗菌性能和持久性进行了表征,结果表明,在经过50次的反复冲洗及NaCl和CH3COOH溶液浸泡,其对金黄色葡萄球菌的平均抑菌率为99.48%,对大肠杆菌的平均抑菌率为99.09%.

关键词: 不锈钢 , 抗菌材料 , 常温