So sánh các composit HA/MD với DE khác nhau

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng vật liệu nanocomposit giữa hydroxyapatit và một số polyme tự nhiên (Trang 117 - 118)

Các hệ composit HA/polyme ở trên đều chứa HA và các polysaccarit xuất phát từ tinh bột và có sự biến đổi về khối lượng phân tử trung bình tương ứng với chiều dài mạch phân tử và được đặc trưng bằng giá trị DE. Tinh bột sắn có DE 0 chưa bị thủy phân, có cấu trúc hạt và mạch phân tử dài nhất, mức độ thủy phân của các dẫn xuất của nó ngày càng tăng, đến MD25 (DE 25) là polysaccarit có khối lượng phân tử trung bình nhỏ nhất và mạch phân tử là ngắn nhất. Tương tác giữa HA với tinh bột và các dẫn xuất của nó là giống nhau, chủ yếu thông qua nguyên tử canxi và nhóm chức OH. Tuy nhiên, sự khác nhau về DE tương ứng với chiều dài và cấu trúc mạch phân tử polyme đã làm biến đổi các đặc trưng của composit tạo thành.

Với tinh bột sắn, composit HA/TBS chứa các hạt tinh thể HA hình trụ, khá giống với HA nguyên chất, hiện tượng kết tập giữa các hạt được hạn chế một phần nhưng vẫn còn xảy ra. Điều này là do, nguyên liệu tinh bột sắn chưa qua quá trình xử lý, vẫn giữ nguyên cấu trúc dạng hạt được bao gói chặt chẽ và ít tan trong nước [70, 84]. Tuy nhiên, trong quá trình điều chế, tinh bột sắn được trộn với dung dịch Ca(OH)2 và khuấy trong 2 giờ. Trong môi trường kiềm mạnh, sự thủy phân tinh bột sắn xảy ra một phần. Do đó, TBS đã có tương tác và điều chỉnh kích thước, hình thái học của HA.

Trải qua quá trình chuẩn bị tinh bột, dưới tác dụng của nhiệt độ và nước, các hạt tinh bột trương nở, hấp thụ nước, phá vỡ cấu trúc hạt, hòa tan các phần tử vào nước. Composit chứa HA và tinh bột cho thấy các hạt HA có cấu trúc hình trụ, phân tán đồng đều trong nền tinh bột, tương tác giữa hai pha là khá tốt. Dung dịch tinh bột có tác dụng như là mạng lưới 3-D hạn chế sự lớn lên và kết tập của HA. Hơn nữa, các mạch xoắn kép của amylozơ và mạch nhánh amylopectin trong tinh bột tạo thành những lỗ có kích cỡ nanomet có thể “giam cầm” các hạt tinh thể HA. Do đó, các tinh thể HA có thể bị “đúc khuôn hình học” trong những lỗ đó tạo nên cấu trúc HA nanomet.

Các composit HA/MD với giá trị DE tăng lên từ 12, 16 đến 20 có các hạt tinh thể HA hình que, dài hơn so với HA trong composit HA/TB. Có thể là do, qua quá trình thủy phân, mạch phân tử tinh bột bị cắt ngắn, các mạch nhánh và xoắn kép ít đi, nên không còn tạo ra các khoảng không gian để giới hạn mầm tinh thể HA. Do đó, các tinh thể phát triển định hướng theo mạch dài phân tử polyme, tạo nên dạng hình que dài. Mặt khác, khi giá trị DE tăng lên 25, chiều dài mạch tinh bột ngắn đi, số lượng các vị trí nhóm OH phân cực đóng vai trò tạo mầm và định hướng cho HA tăng lên. Điều này dẫn đến hình thành một số lượng lớn các mầm tinh thể HA. Do sự giới hạn về nồng độ các ion Ca2+, PO43-, OH- trong dung dịch, quá trình phát triển mầm tinh thể HA không tiếp tục xảy ra. Vì thế, tinh thể HA hình thành trong composit HA/MD25 có độ tinh thể rất thấp và kết hợp hoàn toàn với MD tạo nên vật liệu lai vô cơ-hữu cơ.

Trong nghiên cứu [129] cũng khảo sát các đặc trưng của composit HA/PVA phụ thuộc vào hàm lượng và khối lượng phân tử PVA. Sự ion hóa các nhóm CH, CH2 và OH trên bề mặt PVA cung cấp các vị trí tạo mầm và định hướng sự phát triển của tinh thể HA. Điểm khác biệt giữa nghiên cứu này với kết quả của luận án là do sự khác nhau về cấu trúc mạch của hai polyme PVA và tinh bột. PVA có cấu trúc mạch thẳng nên không có hiệu ứng không gian như mạch xoắn amylozơ và mạch nhánh amylopectin như trong tinh bột. Do vậy, trong vật liệu composit HA/PVA, kích thước hạt HA lớn nhất khi khối lượng phân tử PVA bé nhất còn trong composit HA/MD thì kích thước của HA bé nhất khi giá trị DE lớn nhất (tương ứng với khối lượng phân tử nhỏ nhất).

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng vật liệu nanocomposit giữa hydroxyapatit và một số polyme tự nhiên (Trang 117 - 118)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(155 trang)