海藻酸鈣凍干膜及海藻酸鈣基互穿網(wǎng)絡(luò)膜材料的制備與性能研究.pdf

1、海藻酸鈉是從海帶、馬尾藻等褐藻類植物中提取的天然多糖，作為一種重要的海洋生物資源，它來源豐富，對環(huán)境友好，隨著材料科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的深入研究，海藻酸鹽作為生物醫(yī)用材料前景十分廣闊。本研究工作結(jié)合目前的多孔材料制備技術(shù)，采用冷凍干燥法制備海藻酸鈣多孔膜材料；基于互穿網(wǎng)絡(luò)理論，提出海藻酸鈣-聚乙烯醇和海藻酸鈣-明膠互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物模型，采用分步互穿法，制備了海藻酸鈣基互穿網(wǎng)絡(luò)膜材料，考察研究材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)和性能。
　　 (1)采用冷凍干

2、燥法制備海藻酸鈣多孔膜材料。海藻酸鈣凍干膜為白色或乳白色的海綿，F(xiàn)TIR和SEM分析表明海藻酸鈉和鈣離子形成了網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)。預(yù)凍溫度和濃度對凍干膜的形貌影響較大，2％海藻酸鈉經(jīng)-5℃預(yù)凍所得海藻酸鈣凍干膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)較為理想，孔形狀多以圓形和橢圓形為主，孔徑范圍為100～300μm。
　　 (2)采用自然晾干法和冷凍干燥法制備兩種海藻酸鈣膜材料，探討了制備方法對材料結(jié)構(gòu)和性能的影響。測試結(jié)果表明：海藻酸鈣晾干膜為無色透明的致密膜，

3、凍干膜為具有三維貫通孔洞的多孔膜；海藻酸鈣膜材料具有鹽敏感性，且表現(xiàn)出優(yōu)異的吸水性能、保水性能和溶脹性能，凍干膜的吸水性能、保水性能和溶脹性能明顯優(yōu)于晾干膜；海藻酸鈣膜材料具有較好的力學(xué)性能，晾干膜的最大斷裂力和拉伸強(qiáng)度明顯高于凍干膜。
　　 (3)采用分步互穿法，以戊二醛和氯化鈣為交聯(lián)劑，制備了海藻酸鈣-聚乙烯醇互穿網(wǎng)絡(luò)及海藻酸鈣-明膠互穿網(wǎng)絡(luò)晾干膜和凍干膜，對材料的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了研究。(Ⅰ)SEM、FTIR、DSC和TEM

4、分析表明在海藻酸鈣基互穿網(wǎng)絡(luò)中，組分間相互貫穿，相容性較好。海藻酸鈣-聚乙烯醇互穿網(wǎng)絡(luò)凍干膜孔形狀多為圓形，孔徑范圍為10～150μm。海藻酸鈣-明膠互穿網(wǎng)絡(luò)凍干膜孔形狀多為圓球形，類似蜂窩狀，孔徑范圍為500～600μm，從而可以滿足組織工程中不同種類細(xì)胞的培養(yǎng)和能量交換的要求。(Ⅱ)接觸角測試結(jié)果表明海藻酸鈣基互穿網(wǎng)絡(luò)膜材料具有較好的表面親水性，海藻酸鈣-明膠互穿網(wǎng)絡(luò)晾干膜的表面親水性優(yōu)于海藻酸鈣-聚乙烯醇互穿網(wǎng)絡(luò)晾干膜。(Ⅲ)吸水

5、率、保水率及溶脹率測試結(jié)果表明海藻酸鈣基互穿網(wǎng)絡(luò)膜材料具有具有鹽敏感性、優(yōu)異的吸水性能、保水性能和溶脹性能，有望成為理想的醫(yī)用敷料。(Ⅳ)晾干膜中，海藻酸鈣-聚乙烯醇互穿網(wǎng)絡(luò)膜的吸水性能、保水性能和溶脹性能較好，凍干膜中，海藻酸鈣-明膠互穿網(wǎng)絡(luò)膜的吸水性能、保水性能和溶脹性能較好。隨互穿網(wǎng)絡(luò)中聚乙烯醇和明膠濃度的增加，海藻酸鈣基互穿網(wǎng)絡(luò)膜材料的吸水率和保水率先增大后減小。(V)最大斷裂力、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率測試結(jié)果表明海藻酸鈣基互穿網(wǎng)