Nano ve mikron boyutta hidroksiapatit üretimine proses parametrelerinin etkisinin incelenmesi

Abstract

Kontrollü kristalizasyon, nanometre ve mikrometre aralıktaki benzersiz yapısı ile tanımlanmış parcacıkları üretmenin zorluğundan dolayı, kimya mühendisliğinin en önemli tekniklerinden biridir. Bu çalışmada, hidroksiapatit (Ca10(PO4)6(OH)2, HAP) kristalleri pH, atmosfer şartları ve sıcaklık kontrol edilerek, başlangıç malzemeleri kalsiyum klorür (CaCl2) potasyum dihidrojen fosfat (KH2PO4) olacak şekilde, kesikli ve sürekli reaktör (MSMPR - Mixed Solution Mixed Product Removal) kullanılarak üretilmiştir. Kesikli reaktörle yapılan çalışmalarda HAP oluşumu sırasında lateks (akrilik asit polistiren kopolimeri) ve karboksimetil inulin (KMI) polimerleri katkı maddesi olarak kullanılmış ve HAP kristal morfolojisine, yüzey alanına, partikül büyüklüğüne ve boyut dağılımına katkı konsantrasyonlarının etkileri incelenmiştir. HAP kristalleri SEM, BET, FT-IR, XRD ve boyut dağılım ölçerle karakterize edilmiştir. KMI polimer katkısı morfoloji, yüzey alanı, boyut ve partikül boyut dağılımını etkileşmiştir. KMI katkısıyla birlikte boyuttaki azalma C-eksini yönünde oldukça büyüktür. Aglomere haldeki küçük HAP kristalleri SEM fotoğraflarında görülmektedir. X-ışını analizleri partiküllerin yüksek ısıl stabiliteye sahip olduğunu göstermiştir. HAP kristalleri lateks varlığında çöktürüldüğünde, polimer partikülleri büyüyen kristalerin içine katılarak, polimer-inorganik hibrit oluşturmuşlardır. Polimer konsantrasyonlarına bağlı olarak, mikrometre ve mikrometrenin altındaki boyutlarda çubuk şeklinde kristaller elde edilmiştir.MSMPR kristalizörde yapılan çalışmalarda HAP kristallerinin büyüme ve çekirdeklenme hızları ile KMI katkısının kristalizasyona etkileri incelenmiştir. Lineer sayı yoğunluğu modeli deneysel verileri tanımlamak için kullanılmıştır. KMI polimer konsantrasyonunun HAP'ın büyüme hızını etkilediği gözlenmiştir. Yüksek KMI konsantrasyonlarında kristal yapısının iğne şeklinden küre şekline değiştiği görülmüştür.