β-硅酸二钙水化法简易合成掺硅球霰石

据报道微量的钙离子和硅可促进成骨细胞的增殖,分化和矿化作用。掺硅球霰石因其具有:高比表面积、高的溶解度以及较小的比重是一种重要的生物材料。本研究中,通过一种简易的方法可以很容易制得掺硅球霰石,即,在二氧化碳气体的气氛下进行水化反应。X射线衍射,傅里叶红外光谱和能谱仪被用于表征球霰石的相组成和形貌特征。通过这种方法不仅可以消除水泥中氢氧化钙对水泥的危害同时在硬组织修复方面也很有潜力。

β-硅酸二钙骨水泥的水化改性及其生物活性的研究

成功地合成了含球霰石β-硅酸二钙生物骨水泥,目的是为了降低β-硅酸二钙骨水泥水化产物Ca(OH)2的碱性对生物材料的不利影响,并提高β-硅酸二钙骨水泥的生物活性。将含球霰石与不含球霰石的β-硅酸二钙骨水泥浸泡到人体模拟液(SBF)中3天,使用XRD、SEM、EDS和FT-IR对其表面形成的羟基磷灰石进行分析与研究,发现含球霰石的β-硅酸二钙骨水泥的体外生物活性明显提高了;对水化改性后的β-硅酸二钙的凝结时间也进行了评价。结果表明,含球霰石的β-硅酸二钙骨水泥的羟基磷灰石形成能力更好,凝结时间(12±2min)适合于临床操作的使用,是极具应用前景的骨修复替代材料。

β-硅酸二钙对腐殖酸钠的吸附特性

通过考察β-硅酸二钙(β-C2S)对腐殖酸钠的吸附动力学及热力学,研究了其对腐殖酸钠的吸附行为,并探讨了吸附前后β-C2S表面zeta电位的变化规律。结果表明:根据吸附等温曲线的相关数学模型拟合,得出β-C2S对腐殖酸钠的吸附过程符合Langmuir吸附等温式模型,同时符合二级吸附动力学。吸附自由能变为–20～0kJ/mol,表明此过程属于物理吸附和化学吸附共存,以物理吸附为主的自发吸热过程。表面zeta电位的测定表明在铝酸钠溶液中β-C2S表面带负电荷。

聚丙烯酸在硅酸二钙表面吸附的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)方法,模拟研究了聚合物抑制剂聚丙烯酸与β-硅酸二钙(110)晶面的相互作用行为.结果表明:聚丙烯酸与β-硅酸二钙(110)晶面间结合能为负值,在模拟范围内结合能随聚丙烯酸聚合度的增加而增大,聚丙烯酸分子能较好地吸附在β-硅酸二钙(110)表面.通过体系中各种相互作用、径向分布函数以及吸附构象图分析,发现聚丙烯酸主要是通过库仑静电作用吸附在β-硅酸二钙(110)晶面上.聚丙烯酸中不同位置羧基的分子动力学模拟结果差别也很大,链端羧基波动扭转比链中端羧基强度大得多,表明中端羧基与β-2Ca O·SiO_2晶体的吸附比链端更牢固,因而更能有效地吸附在晶面上,达到抑制熟料二次反应的作用.

粉磨机械作用对β–C_2S物理化学性质的影响

采用激光粒度测量、X射线衍射、扫描电镜、热导式微量热和红外光谱分析等手段对β–C2S单矿物经高能球磨作用后发生的机械力化学效应及水化活性的改变进行了研究。结果表明:机械力作用不仅使β–C2S颗粒迅速微细化,晶粒粒径减小,显微应变和Debey–Waller参数λBeff增大,并显示出明确的阶段性,而且使Si—O键产生断裂与重组,微粉团聚,振动能提高和晶体无序化,最终导致β–C2S发生显著的机械力化学效应,水化活性增强。