[发明专利]具有仿生构造的羟基磷灰石/聚合物复合材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种羟基磷灰石/聚合物复合材料，其特征在于，所述复合材料由羟基磷灰石与非水溶性或非水溶胀性聚合物复合而成，所述聚合物为聚丙烯腈、聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、和醋酯纤维素中的一种或多种混合；所述复合材料具有皮毛仿生构造，其中聚合物形成连续基质作为皮毛仿生结构中的皮，羟基磷灰石具有微纳米尺度并呈一维形态，且一维的羟基磷灰石通过钉扎方式镶嵌在聚合物基质表面，作为皮毛仿生结构中的毛；

所述羟基磷灰石由包埋于所述聚合物中的α型磷酸三钙和/或β型磷酸三钙经蒸汽水热原位转化而成，且在其生长过程中冲破聚合物表面而呈一维形态。

2.根据权利要求1所述的羟基磷灰石/聚合物复合材料，其特征在于，所述羟基磷灰石与所述聚合物的质量比为1:5～3:1。

3.根据权利要求1或2所述的羟基磷灰石/聚合物复合材料，其特征在于，所述复合材料的形貌包括不织布纤维毡、膜片、及球状结构。

4.一种权利要求1至3中任一项所述的羟基磷灰石/聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将磷酸三钙与聚合物溶液混合均匀，得到浆料；

2）将所得的浆料成型，得到含磷酸三钙及聚合物的复合体；

3）将所得的复合体通过所述蒸汽水热得到所述羟基磷灰石/高聚物复合材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，选用高温固相法制备磷酸三钙：将钙源和磷源按一定比例混合均匀，经高温固相反应之后冷却至室温，随着冷却方式的不同得到α-TCP、β-TCP、或α-TCP和β-TCP的混合物，其中，钙源和磷源的摩尔比为1:1～2:1；所述高温固相反应的反应温度为1000～1400℃，反应时间为5～180分钟。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述钙源和磷源的摩尔比为1.3:1～1.8:1。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述钙源和磷源的摩尔比为1.5:1。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述钙源为碳酸钙、碳酸氢钙、氢氧化钙、氯化钙、硝酸钙的无机钙盐或包括油酸钙、草酸钙的有机钙盐或其复合钙盐中的一种或数种的混合；所述磷源为磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、聚磷酸铵化物、磷酸三乙酯中的一种或数种的混合。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，聚合物溶液的质量分数为5%～50%；磷酸三钙与聚合物的质量比为1:5～3:1。

10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，

步骤2）中的成型方法为静电纺丝，步骤3）中所得的羟基磷灰石/高聚物复合材料为不织布纤维毡；或

步骤2）中的成型方法为涂膜，步骤3）中所得的羟基磷灰石/高聚物复合材料为膜片；或

步骤2）中的成型方法为液滴成球，步骤3）中所得的羟基磷灰石/高聚物复合材料为球状。

11.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述蒸汽水热的反应温度为110～150℃，反应时间为5～36小时。

12.一种权利要求1至3中任一项所述的羟基磷灰石/聚合物复合材料的用途，所述羟基磷灰石/聚合物复合材料应用于催化剂以及药物载体，以及金属离子、微生物及气体吸附。