PS-b-PAA為有機基質(zhì)調(diào)控劑合成羥基磷灰石和氧化鋅.pdf

1、自然界中的生物礦物如貝殼、骨骼、牙齒等受生物體系中有機分子（蛋白質(zhì)、縮聚糖）的誘導調(diào)控作用，能形成特殊復雜的形貌以及優(yōu)美合理的結構，從而具有較好的力學性能以適應瞬息萬變的自然環(huán)境。受生物礦化的啟發(fā)，人們開始以各類有機添加劑為模板實現(xiàn)對無機晶體形貌和結構的有效調(diào)節(jié)。而雙親性的嵌段共聚物因其可溶性鏈段和不溶性鏈段嵌段比的簡單易控，又能在選擇性溶劑中自組裝成多種形態(tài)的膠束結構，所以將其作為無機晶體的結構調(diào)控劑就顯得理所當然。因此，本文將模擬生

2、物礦化，選擇雙親性嵌段共聚物PS-b-PAA自組裝成的“平頭膠束”為有機基質(zhì)，探索其對羥基磷灰石和氧化鋅的形貌調(diào)控作用以及其內(nèi)在機理。
　　本文首先采用原子轉移自由基聚合（ATRP）法合成雙親性的嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸（PS-b-PAA），設計控制疏水性嵌段長于親水性嵌段。通過FTIR和1H-NMR對制備的嵌段共聚物進行元素和結構的分析，通過1H-NMR和GPC分析嵌段共聚物的嵌段比例、分子量及分子量分布。
　　其

3、次，本文以所制備的PS112-b-PAA38平頭膠束為有機基質(zhì)調(diào)控劑，以四水硝酸鈣為鈣前驅體水熱法合成羥基磷灰石。研究發(fā)現(xiàn)：在沒有平頭膠束調(diào)控的作用下，分別以氨水和尿素作為pH調(diào)節(jié)劑時，羥基磷灰石長成了短棒和長條綢帶似花狀的結構。由于花狀的羥基磷灰石可作為藥物載體和骨骼修復材料，所以本文主要以尿素作為pH值調(diào)節(jié)劑，進而探索出平頭膠束濃度較低時羥基磷灰石為針形，平頭膠束濃度較高時羥基磷灰石為花狀球形結構。結合掃描電子顯微鏡（SEM）和X-

4、射線衍射（XRD）的結果分析可知，由于有機基質(zhì)對羥基磷灰石（100）晶面的吸附作用，使得（100）面成為裸露面，所以長條帶狀的羥基磷灰石逐漸長成了片層狀，并且為了保持最穩(wěn)定的狀態(tài)，片層狀的羥基磷灰石以頂角相連的方式自組裝成花狀球形結構。另外， FTIR、熱失重和EDS的結果皆表明所制備的羥基磷灰石晶體表面存在有機基質(zhì)，證實了有機基質(zhì)的調(diào)控作用。
　　最后，分別以氯化鋅和醋酸鋅為氧化鋅成核生長的前驅體，在PS112-b-PAA38平

5、頭膠束的調(diào)控作用下，水熱合成得到棒狀和球形顆粒的氧化鋅。以氯化鋅為前驅體時，通過改變氧化鋅礦化的反應時間，探索其成核生長的反應機理。結合SEM和XR D的結果分析可知：晶體氧化鋅成核生長的前驅體是 Zn(OH)2-Zn(OH)42-的混合物，氧化鋅主要沿（001）面成核生長，所以在高溫高壓條件下極易形成棒狀結構。并且根據(jù)FTIR、熱失重和EDS的結果，得知氧化鋅晶體表面確實存在有機基質(zhì)，證實了有機基質(zhì)的調(diào)控作用。另外，本文以常見工業(yè)染料