Технология фосфорно-кальциевых солей с регулируемыми свойствами

• Автор: Нарыжный, Вячеслав Петрович
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 235 с. : ил

Содержание
Введение.

1. Аналитический обзор

1.1. Гидроксидаиатит как минерал

1.2. Физикохимические свойства гидроксидапатита

1.3. Фазовые диаграммы плавов фосфатов кальция.

1.4. Способы получения гидроксидапатита

1.5. Фосфорнокальциевая керамика

1.5.1. Биоактивная керамика

1.5.2. Резорбционная керамика

1.6. Изделия из фосфатов кальция.

Заключение.
Цели и задачи работы.
2. Оценка влияния концентрации исходных реагентов на величину интервала отношений СаОРгОб различных фосфатов кальция
Заключение.
3. Получение фосфатов кальция различными способами.
3.1. Синтез фосфатов кальция из растворимых кальцийсодержащих реагентов
3.1.1. Влияние продолжительности синтеза на качество продуктов.
3.1.2. Влияние концентрации реагентов на синтез фосфатов кальция.
3.1.3. Влияние значения на качество получаемых солей.
3.1.4. Влияние температуры на процесс синтеза фосфатов кальция
3.1.5. Влияние природы щелочного раствора па качество продуктов.
3.1.6. Влияние нормы кальцийсодержащего реагента на процесс синтеза фосфатов кальция
3.1.7. Влияние условий термообработки на качество получаемых осадков
Оптимальные условия для получения гидроксидапатита с заданными
свойствами
3.1.8. Синтез гидроксидапатита в полунепрерывных условиях.
3.2. Синтез фосфатов кальция из малорастворимых кальцийсодержащих реагентов.
3.3. Двухстадийный синтез с использованием растворимых и малорастворимых кальцийсодержащих реагентов
3.4. Получение гидроксидапатита гидролизом гидрофосфата кальция
3.5. Получение фосфатов кальция тврдофазным синтезом
Заключение
4. Принципиальные технологические схемы и схемы материальных потоков получения фосфатов кальция различными методами
4.1. Получение гидроксидапатита из растворимых реагентов.
4.2. Получение фосфата кальция тврдофазным синтезом.
4.3. Получение гидроксидапатита гидролизом гидрофосфата кальция
4.4. Исходные данные для опытных испытаний в укрупннных условиях.
4.4.1. Схемы получения фосфатов кальция.
4.4.2. Основные технологические параметры процесса получения гидроксидапатита.
4.4.3. Основные технологические параметры процесса получения фосфата
кальция
5. Изделия на основе фосфатов кальция
Выводы.
Список использованных источников


Авторы указывают на то, что осадок, сформированный на начальной стадии роста, вероятно, является более кислым, чем гидроксидапатит, и вытравливает поверхность исходных кристаллов. Рост кристаллов продолжается в продольном направлении. ОКФ), образующейся на начальной стадии процесса. ЗСа3(Р)2 + Н = Са4Н(Р)з + Са5(Р)Н (3). Другие авторы [] показывают, что рост зародышей кристаллов гидроксидапатита проходит через образование промежуточной фазы с отношением Са2+/Р*” = 1, ± 0,, которое достигает стехиометрии гидроксидапатита в результате медленного взаимодействия со средой. В растворах с pH 5 - 6 скорость кристаллизации подчиняется уравнению 2-го порядка. Процесс в большей степени контролируется взаимодействием поверхности кристалла с раствором, чем диффузией. В статье [] описаны экспериментальные исследования осаждения гидроксидапатита при постоянных содержаниях кальция, фосфат-иона, pH 5,0 - 6,5 и ионной силе раствора, отвечающие условиям в живых организмах. Обнаружено, что скорость кристаллизации гидроксидапатита постоянна во времени, не зависит от массы затравки и от скорости перемешивания, но линейно зависит от пересыщения. Обнаружено, что морфология осадков гидроксидапатита зависит от величины pH и присутствия постоянных ионов в растворе. При изучении влияния величины pH на природу образующихся осадков [] обнаружено, что при значении pH выше 4,6 апатиты образовывали одну фазу. В более кислых растворах (pH 4,2 - 3,0) основным компонентом осадка был СаНР в виде пластинчатых кристаллов. На рис. Апатит независимо от того, сохраняется ли постоянное значение pH или нет, имеет группы ОН" (, 0 см'1) и НР2" (0 см'1). Обнаружение октакальцийфосфата на ИК - спектре поглощения осуществляется по группе НР2" в полосе 0 см'1. НР наблюдалось увеличение содержания ОН" и степени кристалличности. Исследована кинетика роста кристаллов гидроксидапатита в растворе Са3(Р)2 при температуре -,5°С в интервале pH 7,4-7,8 []. Найдено, что незначительное изменение величины pH и температуры оказывает влияние на скорость роста кристаллов гидроксидапатита. Стехиометрия осаждаемого материала практически постоянна в пределах ошибки измерений (Са/Р 1,-1,). При температуре °С исследовано начало образования фазы твердого фосфата кальция при его осаждении из водного раствора []. Измерения выполнены при постоянной ионной силе 0,1 М и соотношении Са/Р = 1,3. Найдено, что образование октакальцийфосфата наблюдается в ограниченном интервале pH от 6 до 7. При значении pH 5 и пересыщении образуется дигидрат дикальцийфосфата. При повышении величины pH до 5,5 он осаждается при высоких степенях пересыщения, а в разбавленных растворах синтезируется окта-кальцийфосфат. H 8. Са/Р = 1,), 2. H 7,5; Са/Р = 1,), 4. H 5,5; Са/Р = 1,), 6. Рис. Хорошо изучена кристаллическая структура гидроксидапатита. Так, межатомные расстояния в Саю(Р)б(ОН)2 [] в (A): P-O(i) 1,3, Р-0(2) 1,4, Р-О(з) 1,4, Ca(i)-0(i) 2,6, Ca(i)-0(2) 2,9, Ca(i)-0(3) 2,2, Са^-ОН 2,4, Ca(2)-0(i) 2,2, Са(2)-0(2) 2,6, Са(2)-0(3) 2,7, Са(2)-ОН 2,1. Каждый атом Са<и, лежащий на оси 3, связан с 6 атомами О, образующими двойную триго-нальную призму, и с более далёкими 3 атомами Ор). Эти 9 атомов принадлежат 6 различным фосфатным тетраэдрам. Атом Са(2) имеет 7 связей: 6 атомов О из четырех фосфатных тетраэдров и группа ОН. Другие авторы [] приводят межатомные расстояния и валентные углы в Саю(Р)б(0Н)2: Р-0 1,9-1,7 А, О-Р-О 7,5-1,5°; Са-0 2,5-2,8 А; Са-Н 2,2, О-Н 0,7 А. В структуре гидроксидапатита группы ОН беспорядочно располагаются относительно плоскости зеркального отражения на высоте % и причём атомы О отстоят от этой плоскости приблизительно на 0,3 А. Гидроксидапатит при низкой температуре имеет моноклинную симметрию пространственной группы Р2! Ь, а высокотемпературная фаза имеет гексагональную симметрию пространственной группы Р/т []. Фазовый переход происходит при температуре 0,5°К при нагревании и при температуре 7,5°К в процессе охлаждения. Энтальпия перехода найдена равной 0±1 Дж/моль. Кроме того, наблюдалось, что переход распадается на две стадии, которые отнесены за счёт перехода от упорядоченного к неупорядоченному расположению гидроксилов.