專利名稱：制備有序排列四氧化三鐵/殼聚糖納米復(fù)合材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及四氧化三鐵/殼聚糖納米復(fù)合材料的制備方法，尤其是有序排列的四氧化三鐵/殼聚糖納米復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
生物礦物的完美結(jié)構(gòu)及獨(dú)特的生物活性，使它成為制備新型有機(jī)/無機(jī)雜化納米復(fù)合材料的思想來源。在目前制備的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料中，無機(jī)顆粒大多是無規(guī)則分散的，但無機(jī)納米顆粒在有機(jī)物中的有序排列是生命體中的一種根本體現(xiàn)，有序排列會使得材料的性能更優(yōu)異，人骨就是自然界中無機(jī)顆粒有序排列的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的很好例子。磁性高分子復(fù)合材料能夠誘導(dǎo)骨組織的生長，目前，制備磁性高分子復(fù)合材料的方法主要是直接共混法，一般都是采用以Fe3O4為磁性體，而高分子材料在該體系中主要是用作賦型劑、粘合劑。這種方法制備的復(fù)合材料由于Fe3O4分散不均勻，F(xiàn)e3O4與高分子材料二者界面結(jié)合力弱，導(dǎo)致材料在力學(xué)性能方面下降。同時從現(xiàn)有的文獻(xiàn)查閱來看，目前也尚無磁性殼聚糖三維材料制備的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種條件溫和，工藝簡單的制備有序排列四氧化三鐵/殼聚糖納米復(fù)合材料的方法。
本發(fā)明的制備有序排列四氧化三鐵/殼聚糖納米復(fù)合材料的方法，包括以下步驟1)將殼聚糖粉末加入到2％稀酸溶液中，勻速攪拌0.5～1.5h，配制成濃度為4-6％的殼聚糖溶液，然后向殼聚糖溶液加入pH＜1、濃度為0.25～1mol/L的FeCl2溶液，攪拌0.5～1h，再加入pH＜1、濃度為0.25～1mol/L的FeCl3溶液，勻速攪拌1～2h后形成均一的四氧化三鐵/殼聚糖前驅(qū)體溶液，其中Fe2+與Fe3+的摩爾比為1/2～3/4，四氧化三鐵和殼聚糖的質(zhì)量比為1∶9～1∶4，密封靜置脫泡；2)取少量純殼聚糖溶液注入模具中先形成一層內(nèi)膜，將其作為四氧化三鐵/殼聚糖納米復(fù)合材料原位沉析的滲透膜；3)將四氧化三鐵/殼聚糖前驅(qū)體溶液倒入模具，然后放入質(zhì)量百分比濃度為3～5％的NaOH凝固液中，靜置0.5～1.5min后，取出模具，將初步成形的凝膠復(fù)合材料在NaOH凝固液中靜置6～24h，同時在凝膠復(fù)合材料的兩端加平行磁場，成型后，用蒸餾水漂洗至中性，烘箱中40～80℃干燥。
上述的稀酸溶液可以是能溶解殼聚糖的非氧化還原性酸，如乙酸或檸檬酸。本發(fā)明對磁場強(qiáng)度大小無特殊要求。
本發(fā)明的有益效果在于制備有序排列四氧化三鐵/殼聚糖納米復(fù)合材料的工藝簡單，所需設(shè)備易得，條件溫和，特別適合磁性生物高分子材料的成型加工。采用原位沉析法可使Fe3O4顆粒在殼聚糖基體中分散均勻，所得材料力學(xué)性能良好，可在體內(nèi)吸收降解，保持原有藥物活性、生物相容性，同時由于Fe3O4顆粒的存在，能對外加變化磁場產(chǎn)生響應(yīng)，靜磁場能在含水生命組織中產(chǎn)生弱電流，這種弱電流能顯著的影響生命細(xì)胞的功能狀態(tài)。在電場和磁場的作用下，處于“靜止”狀態(tài)的原始細(xì)胞得以分化并形成新骨。這意味著在對人體安全磁場的作用下四氧化三鐵/殼聚糖納米復(fù)合材料將能更好的誘導(dǎo)骨組織的生長，有效地減少治療時間。


圖1是四氧化三鐵/殼聚糖納米復(fù)合材料斷面的TEM照片，其中圖(a)有外加磁場作用，圖(b)無外加磁場作用。
具體實施例方式
1)稱取10g的殼聚糖粉末加入到163.6ml的2％(v/v)乙酸溶液中攪拌1h，然后加入18.2ml濃度為0.25mol/L的FeCl2溶液，勻速攪拌0.5h，再加入18.2ml入pH＜1、濃度為0.5mol/L的FeCl3溶液，勻速攪拌1h，得到四氧化三鐵/殼聚糖前驅(qū)體溶液，密封靜置脫泡6h。
2)取少量純殼聚糖溶液注入圓柱形模具中形成一層內(nèi)膜，把多余的殼聚糖溶液倒出，再用5％(wt)NaOH溶液中浸泡2小時，取出模具。
3)將四氧化三鐵/殼聚糖前驅(qū)體溶液注滿模具，然后把注滿四氧化三鐵/殼聚糖前驅(qū)體溶液的模具放入5％(wt)NaOH凝固液中，靜置0.5min后，取下模具，同時把成形的凝膠復(fù)合材料固定到磁場發(fā)生裝置內(nèi)，在凝膠復(fù)合材料的兩端加平行磁場，12h后將生成的外表紅褐色，內(nèi)部黑色的凝膠棒放入蒸餾水中漂洗至中性，放入60℃烘箱內(nèi)烘干，得到直徑約為4.5mm，長50mm的黑色四氧化三鐵/殼聚糖納米復(fù)合材料。
所得材料性能的表征a.測試材料的彎曲強(qiáng)度，彎曲模量采用深圳瑞格爾有限公司的微機(jī)控制萬能材料試驗機(jī)測定樣品的力學(xué)性能，彎曲測試采用三點彎曲測定，跨距40mm，加載速度2mm/min，材料的彎曲強(qiáng)度σb，彈性模量Eb通過式(1)，式(2)求得σb=8FmaxLπd3---(1)]]>Eb=4L33πd4×ΔFΔl×11000---(2)]]>材料的彎曲強(qiáng)度達(dá)到99.8MPa。
b.通過XRD，TEM等表征手段確定四氧化三鐵的生成及粒徑大小，以及在殼聚糖基質(zhì)中的分布狀況。
XRD測試結(jié)果表明了Fe3O4的生成，從TEM照片可以看出Fe3O4納米顆粒的在磁場作用下的有序分布和無磁場作用時的均勻分布。
c.通過PPMS表征材料的磁性能，測試飽和磁化強(qiáng)度和磁化率。
材料的飽和磁化強(qiáng)度達(dá)到49.5emu/g。
權(quán)利要求
1.制備有序排列四氧化三鐵/殼聚糖納米復(fù)合材料的方法，包括以下步驟1)將殼聚糖粉末加入到2％稀酸溶液中，勻速攪拌0.5～1.5h，配制成濃度為4-6％的殼聚糖溶液，然后向殼聚糖溶液加入pH＜1、濃度為0.25～1mol/L的FeCl2溶液，攪拌0.5～1h，再加入pH＜1、濃度為0.25～1mol/L的FeCl3溶液，勻速攪拌1～2h后形成均一的四氧化三鐵/殼聚糖前驅(qū)體溶液，其中Fe2+與Fe3+的摩爾比為1/2～3/4，四氧化三鐵和殼聚糖的質(zhì)量比為1∶9～1∶4，密封靜置脫泡；2)取少量純殼聚糖溶液注入模具中先形成一層內(nèi)膜，將其作為四氧化三鐵/殼聚糖納米復(fù)合材料原位沉析的滲透膜；3)將四氧化三鐵/殼聚糖前驅(qū)體溶液倒入模具，然后放入質(zhì)量百分比濃度為3～5％的NaOH凝固液中，靜置0.5～1.5min后，取出模具，將初步成形的凝膠復(fù)合材料在NaOH凝固液中靜置6～24h，同時在凝膠復(fù)合材料的兩端加平行磁場，成型后，用蒸餾水漂洗至中性，烘箱中40～80℃干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備有序排列四氧化三鐵/殼聚糖納米復(fù)合材料的方法，其特征在于所說的稀酸溶液是乙酸溶液或檸檬酸。
全文摘要
本發(fā)明公開的制備有序排列四氧化三鐵/殼聚糖納米復(fù)合材料的方法，步驟如下將殼聚糖粉用稀酸溶液配制成殼聚糖溶液，再向殼聚糖溶液加入FeCl
文檔編號C08K3/22GK1730523SQ20051006050
公開日2006年2月8日 申請日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月26日
發(fā)明者胡巧玲, 陳福平 申請人:浙江大學(xué)