论文部分内容阅读
磷酸钙盐系列材料的用途相当的广泛,可以作为人体的硬组织(如骨骼等)的理想替代材料,其在生物上的降解性、相容性和无毒性均表现良好,故在生物医学领域和饲料生产领域的应用都很广泛,促使其成为国内国外研究的热点。本课题对磷酸钙的制备过程进行了系统的研究,其中主要包括磷酸三钙晶型转化、陈化对结晶产品的影响和工艺优化这几个方面。磷酸三钙存在一种无定型态,并且在常温下有两种晶型,α型(高温型)和β型(低温型),晶型转变温度为1180℃。在制备磷酸三钙晶体的过程中,磷酸三钙的无定型态会短暂存在于水溶液中,很难得到稳定的ACP产物。其中,β-磷酸三钙(β-TCP)的制备最经济,运用也最广泛。实验研究了不同实验条件下磷酸三钙晶体的晶型变化,并对固体产品进行XRD测定。结果表明,在无水甲醇溶剂中能合成β-磷酸三钙(β-TCP),乙醇能有效抑制无定型磷酸钙(ACP)的晶化。同时确定了不同的水和乙醇体积比条件下,无定型磷酸钙(ACP)的晶化速度。实验还通过在溶液中加入聚乙二醇(PEG),获得稳定的ACP固体粉末,并确定了聚乙二醇(PEG)的最佳用量。结合产品的SEM照片和溶液的pH值,探讨了聚乙二醇(PEG)和钙离子之间的反应。研究不同陈化时间下,磷酸三钙粒子的结晶度、形态特征、粒度分布以及纯度。采用X射线衍射仪测定磷酸三钙的结晶度,用扫描电镜观测了磷酸三钙的外观形貌,并用马尔文粒度分析仪测定产物的粒度分布。实验表明:沉淀反应首先析出的是无定型沉淀物,陈化过程中发生晶化转变为晶型产品;陈化过程中产品的纯度也会相应的提高;无定型磷酸三钙转化为晶型磷酸三钙的过程中,通常伴随着溶液pH值的微微下降;SEM图可看出,产品最终形貌为片状聚集状态;随着陈化时间的增加,小颗粒逐渐溶解大颗粒逐渐长大,粒度分布变窄。在运用化学沉淀法制备饲料级磷酸三钙的实验中,对磷酸三钙结晶过程工艺进行了优化,考察了反应终点pH值、搅拌速度、干燥条件等因素对结晶产品收率、最终粒度分布和晶形质量的影响,并且最终确定了磷酸三钙结晶过程的最优工艺条件。考察饲料级磷酸三钙的质量和安全特性,包括游离水、钙、总磷、氟和筛下物等指标,实验结果均符合饲料级磷酸三钙的标准。