Новости химической науки > Замещенные полистиролы и минерализация гидроксиапатита

Исследователи из Университета Ульма, работающие под руководством Ландфестера (K. Landfeste) разработали шаблоны для биоминерализации на основе карбоксил-функционализированных частиц полистирола (1).

Рисунок из Chem. Mater. 2009, 21, 2218

Частицы были получены эмульсионной полимеризацией стирола с акриловой кислотой в присутствии ионогенных и неионогенных поверхностно-активных веществ. При этом стабильные частицы были получены только при низком содержании акриловой кислоты в смеси и при использовании ионогенного ПАВ.

В присутствии ионогенного ПАВ были получены частицы функционализированного полистирола, диаметр которых увеличивался с 162 до 254 нм по мере увеличения концентрации акриловой кислоты с 1 до 3% (по массе). Неионогенный ПАВ позволяет ввести в сополимер большее количество кислотных функциональных групп и получить частицы меньшего диаметра, однако до непосредственного использования таких частиц в качестве шаблона требуется их тщательная очистка с помощью диализа.

Исследователи обсуждают ряд тенденций, определяющих площадь поверхности частицы в зависимости от концентрации сомономера акриловой кислоты и типа ПАВ. При постоянной концентрации акриловой кислоты более «кислая» поверхность полимерной гранулы образуется при использовании неионогенного ПАВ, плотность заряда на поверхности полимерной частицы возрастает по мере увеличения содержания в реакционной смеси акриловой кислоты, независимо от типа ПАВ.

При рН 10 и постепенном добавлении ионы кальция и фосфат-ионы (взятые в молярном соотношении 5:3) образуют гидроксиапатит на функционализированных частицах полистирола (2). Образование гидроксиапатита напрямую зависит от плотности заряда на поверхности полимерной наночастицы. При одинаковом количестве карбоксилсодержащих структурных звеньев, более однородные кристаллы гидроксиапатита (19–22 нм) образовывались на частицах полимера, полученных с использованием неионогенного ПАВ. Образующиеся нанокристаллы гидроксиапатита остаются связанными с поверхностью модифицированных полистирольных частиц.

Источник: Chem. Mater. 2009, 21, 2218

метки статьи: #неорганическая химия, #новые материалы, #химическая технология, #химия поверхности, #химия полимеров