本發(fā)明涉及一種碳纖維增強(qiáng)聚乳酸/羥基磷灰石復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
碳纖維（cf）增強(qiáng)聚乳酸（pla）/羥基磷灰石（ha）復(fù)合材料，將ha的生物學(xué)性能、pla的降解性能和cf的力學(xué)性能相結(jié)合，與已有cf增強(qiáng)pla復(fù)合材料和ha/pla復(fù)合材料相比，能克服酸性過大引起體內(nèi)炎癥、機(jī)械強(qiáng)度低、在x光片上顯影差等缺點(diǎn)，可成為既具有生物活性，又具有可吸收性和講解性的高強(qiáng)度骨折內(nèi)固定材料。
目前，制備碳纖維（cf）增強(qiáng)的聚乳酸（pla）/羥基磷灰石（ha）復(fù)合材料采用溶液共混法和熔融熱壓法。溶液共混法采用有機(jī)溶劑，在最后生成的材料當(dāng)中留有殘余的溶劑，而且不易除去，一旦植入人體會(huì)對(duì)人體有很大的副作用。而采用熔融熱壓法，聚乳酸（pla）要經(jīng)過熔融狀態(tài)，溫度接近其熱解溫度，而使部分材料發(fā)生熱解，造成分子量的損失，而且各種組分的分布不均勻，影響材料的強(qiáng)度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問題，提出了一種制備碳纖維增強(qiáng)聚乳酸羥基磷灰石復(fù)合材料的新方法，采用該成型方法直接聚合成型復(fù)合材料，無需添加有機(jī)溶劑。
本發(fā)明的制備碳纖維增強(qiáng)聚乳酸/羥基磷灰石復(fù)合材料的方法，步驟如下：以丙交酯、羥基磷灰石和碳纖維為原料，辛酸亞錫為催化劑，按重量百分比丙交酯74～86%，羥基磷灰石21～15%，碳纖維2～4%，稱取原料，原料組分之和為100%，將預(yù)先干燥的丙交酯與羥基磷灰石及催化劑均勻混合，加入到放有碳纖維的模具當(dāng)中，壓實(shí)，密封，抽真空，在真空無水無氧的條件下，130～150℃之間反應(yīng)24-48小時(shí)。
聚乳酸的分子量大，復(fù)合材料的降解時(shí)間較長(zhǎng)，分子量小，降解時(shí)間較短，應(yīng)用當(dāng)中可以根據(jù)骨折愈合所需的時(shí)間調(diào)整分子量的大小配合實(shí)際的需要。
復(fù)合材料講解的時(shí)間取決于聚乳酸分子量大小，分子量小，講解時(shí)間較短，所制備復(fù)合材料的聚乳酸的分子量的大小，可以通過調(diào)整反應(yīng)時(shí)間和催化劑的用量以及原料的重量百分比進(jìn)行調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的有益效果在于：制備工藝簡(jiǎn)單，無需添加有機(jī)溶劑，采用原位直接聚合成型，避免了在熱壓成型過程中分子量的降低，生成的材料力學(xué)性能好，且材料中不含對(duì)人體有副作用的溶劑。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
將預(yù)先干燥的7.5g丙交酯和2.5g羥基磷灰石混合，加入0.05g的辛酸亞錫，混合均勻，放入放有0.3g碳纖維的模具當(dāng)中，壓實(shí)，抽真空。在150℃下反應(yīng)48小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后測(cè)得聚乳酸分子量在12.2萬，材料的彎曲強(qiáng)度為415mpa，彎曲模量為23.5gpa。
實(shí)施例2
將預(yù)先干燥的8.4g丙交酯和1.5g羥基磷灰石混合，加入0.1g的辛酸亞錫，混合均勻，放入放有0.1g碳纖維的模具當(dāng)中，壓實(shí)，抽真空。在130℃下反應(yīng)24小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后測(cè)得聚乳酸分子量在5.1萬，材料的彎曲強(qiáng)度為332mpa，彎曲模量為18.8gpa。
實(shí)施例3
將預(yù)先干燥的8.1g丙交酯和1.7g羥基磷灰石混合，加入0.06g的辛酸亞錫，混合均勻，放入放有0.2g碳纖維的模具當(dāng)中，壓實(shí)，抽真空。在140℃下反應(yīng)36小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后測(cè)得聚乳酸分子量在7.7萬，材料的彎曲強(qiáng)度為366mpa，彎曲模量為22gpa。