改性剂对纳米片状HAp/PLA复合材料性能的影响

作者：黄梽焕; 万怡灶; 朱享波; 张全超; 杨志伟; 罗红林

来源：复合材料学报, 2020, 1-13.

• 纳米片状羟基磷灰石
• 表面改性
• 硅烷偶联剂
• 硬脂酸
• 聚乳酸复合材料

分别采用硅烷偶联剂（SC）和硬脂酸（SA）对纳米层片状羟基磷灰石（LHAp）进行表面改性，并通过挤塑工艺制备了未改性和两种改性纳米片状羟基磷灰石（np-HAp）增强聚乳酸（PLA）的复合材料（np-HAp/PLA、SC-np-HAp/PLA和SA-np-HAp/PLA）。比较了三种复合材料的微观结构、力学性能、热稳定性、结晶性及润湿性。利用XRD、FTIR、XPS、SEM、TGA、DSC、力学性能测试和接触角测试对复合材料的理化性能进行了表征。研究发现，np-HAp、SA-np-HAp与PLA界面处存在相分离，而SC-np-HAp-PLA两相界面结合紧密；与np-HAp/PLA复合材料相比，SC-np-HAp/PLA复合材料的压缩屈服强度和拉伸强度分别提高了9.4%和6.6%，而SA-np-HAp/PLA复合材料则出现了下降；此外，与np-HAp/PLA复合材料相比，SC-np-HAp/PLA和SA-np-HAp/PLA复合材料的初始分解温度分别提高了7.4%和5.6%，前者的结晶度提高了6.7%，而后者则下降了3.5%。水接触角测试结果表明，与np-HAp/PLA复合材料（约64.7°）和SA-np-HAp/PLA复合材料（约71.8°）相比，SC-np-HAp/PLA复合材料具有更为优异的亲水性（约58.2°）。上述结果表明，经SC改性后的np-HAp具有与PLA基体更好的界面结合能力，这将为制备性能优异的骨植入复合材料提供借鉴。