摘 要

羟基磷灰石是一种存在于动物骨骼组织和牙齿中的主要成分，由于其有很高的生物活性，而且容易制备，所以一直用于医学上作为人工骨替代材料。而如今最常用来制备人工骨替代材料的方法是3D打印，由于3D打印对于羟基磷灰石粉体性能有要求，因此本文针对3D打印骨替代材料所需的羟基磷灰石粉体进行改性研究。本文选择以四水硝酸钙为钙源，以硝酸为磷源，通过水热反应法来制备羟基磷灰石粉体。通过改变不同的反应条件（包括浓度、pH、和反应时间）并分别对其进行XRD测试，找出最佳反应条件。另外，本实验的改性方面还将加入吐温-80表面活性剂以改性，并对其作最终的XRD和TEM测试以得出改性的结果。本实验的结果为：水热法制备羟基磷灰石的最佳反应条件为：pH=8，水热温度200℃，水热时间8h，钙离子浓度1mol/L。添加5%的表面活性剂吐温-80改性效果最好。

关键词：羟基磷灰石 3D打印 水热反应法 吐温-80

Study on Modification of HydroxyapatitePowder for 3D Printing

Abstract

Hydroxyapatite is a major component present in animal bone tissue and teeth.Because of its high biological activity, and easy to prepare, it has been used as a substitute for artificial bone materials.And now the most commonly used method for preparing artificial bone substitute materials is 3D printing.As the 3D printing for the performance of hydroxyapatite powder requirements, so this article for the 3D bone substitute material required for hydroxyapatite powder modified research.In this paper, calcium carbonate was used as calcium source, nitric acid as phosphorus source,use the hydrothermal reaction method toprepare hydroxyapatite powder.The optimum reaction conditions were det-erminedby changing the reaction conditions,including concentration, pH, and r-eaction time,and XRD test.In addition, the modification of this experiment also add Tween-80 surfactant to modify, and its final XRD and TEM test to get the results of the modification.The results of this experiment are as follows: pH=8, hydrothermal temperature200℃, hydrothermal time 8h, calcium ion concentration 1mol / L. Add 5% surfactant Tween-80 modified the best.

Key words: hydroxyapatite 3Dprinting hydrothermal reaction Tween-80

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 课题研究背景与意义 1

1.2羟基磷灰石的晶体结构和性质 1

1.2.1晶体结构 1

1.2.2性质 2

1.2.3应用 2

1.3羟基磷灰石生物陶瓷的研究 2

1.4羟基磷灰石复合材料 3

1.5羟基磷灰石粉体的制备 4

1.5.1沉淀法 4

1.5.2 水热反应法 4

1.5.3溶胶—凝胶法 4

1.5.4固态合成法 4

1.5.5超声波合成法 5

1.6水热反应法反应机理和过程 5

1.7羟基磷灰石粉体的改性研究 6

1.7.1反应条件对HAP性能的影响 6

1.7.2表面活性剂对HAP性能的影响 7

1.8 3D打印对羟基磷灰石粉体的要求 8

1.9小结 9

第二章 实验方法 10

2.1引言 10

2.2 实验用原料及试剂 10

2.3 羟基磷灰石制备方法 10

2.3.1 羟基磷灰石水热合成 10

2.3.2 吐温-80对羟基磷灰石的改性研究 11

2.4 结构及性能分析 11

2.4.1 XRD分析 11

2.4.2 场发射扫描电镜分析 12

第三章 水热反应条件以及吐温-80对水热产物粒径大小的影响 13

3.1羟基磷灰石的水热制备 13

3.1.1 不同pH对合成羟基磷灰石粉体的影响 13

3.1.2 不同水热温度对合成羟基磷灰石粉体的影响 14

3.2 吐温-80对水热产物粒径大小的影响 18

第四章 结论与展望 21

4.1结论 21

4.2展望 22

参考文献 23

致谢 25

第一章 文献综述

1.1 课题研究背景与意义

羟基磷灰石（HAP），又叫羟基磷酸钙。其结构组成化学式可以表示为：Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂。它大量存在于生物骨组织之间，是生物骨组织的主要成分，约占到70%左右。由于其具有良好的生物相容性、生物活性和骨传导性，它通常在医学上被用来制造人工骨替代材料，也是人工仿制骨骼和硬组织替换的首选材料^[1-4]。一些研究表明，羟基磷灰石还能用于去除污水中重金属离子^[5]；它还具有抗癌活性，在治疗癌症方面也有特异功能。

目前，传统制备骨替代材料的方法具有很多弊端，比如操作难度大，过程繁琐，产品形状结构太单一等。随着技术的不断进步，如今已经出现了一种更好的制备方法——3D打印技术。

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