ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИИ И АГЛОМЕРАЦИИ ЧАСТИЦ ФОСФАТОВ КАЛЬЦИЯ НА УПРУГИЕ И ДЕФОРМАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИ-(3-ГИДРОКСИБУТИРАТА-СО-4-ГИДРОКСИБУТИРАТА)
Автор: Василий Андреевич Мерзликин
Соавторы: Тюбаева П.М., Варьян И.А., Мерзликин В.А., Михайлов И.А., Мороков Е.С., Жильцова И.М., Маркова А.А., Нгуен Минь Туан, Большакова А.В., Федотов А.Ю., Лобжанидзе П.В., Егоров А.А., Баранов О.В., Комлев В.С.
Организация: Институт Биохимической Физики им. Н.М. Эмануэля РАН
В работе методами импульсной акустической микроскопии (частота 100 МГц) и одноосного растяжения (скорость 1 мм/мин, ASTM D412 TYPE B) исследованы упругие и деформационные свойства композиционных плёнок на основе поли-(3-гидроксибутирата- со-4-гидроксибутирата) (P3HB4HB), наполненных октакальцийфосфатом (OCP, пластинчатые частицы) в концентрациях 1, 5 и 10 мас.%.
Введение OCP немонотонно изменяет упругие характеристики. Максимальный модуль Юнга по акустическим данным достигнут при 5% OCP (E = 6,70 МПа), что в 3,1 раза выше, чем у чистого полимера (2,17 МПа). При 10% OCP параметр снижается до 5,66 МПа из-за агломерации частиц (размер кластеров до 1500 нм). Коэффициент Пуассона уменьшается с 0,44 до 0,23, указывая на повышение жёсткости. Механические испытания показали снижение прочности с ростом концентрации OCP (с 11,1 до 9,3 МПа), однако относительное удлинение возрастает в 2,3 раза (до 9,73%) для образца с 1% OCP. Расхождение между акустическими и тензометрическими данными объясняется разной природой методов: акустика чувствительна к локальным свойствам, растяжение — к интегральным дефектам.
Ключевой фактор — агломерация пластинчатых частиц OCP. При 10% кластеры действуют как концентраторы напряжений, снижая прочность. При 5% достигается оптимальное распределение, обеспечивающее максимальные упругие характеристики. Полученные результаты открывают перспективы для управления деформационным поведением биоактивных композитов P3HB4HB-OCP для создания остеокондуктивных материалов с прогнозируемыми свойствами.
Финансовая поддержка. Грант РНФ № 25-13-00400.
