含糖功能性聚合物凝膠的制備及性質(zhì)研究.pdf

1、對(duì)外界刺激能產(chǎn)生敏感響應(yīng)的水凝膠的研究是功能高分子領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)，尤以溫度敏感水凝膠的研究居多。由低糖化合物衍生而來(lái)的含糖聚合物水凝膠在國(guó)外最近幾年也一直是比較熱門(mén)的研究課題之一。國(guó)內(nèi)對(duì)這類(lèi)含糖水凝膠的研究不多，尤其是由結(jié)構(gòu)確定的含糖不飽和單體聚合而制得的水凝膠的研究更是少見(jiàn)報(bào)道。為此，本論文設(shè)計(jì)合成三種結(jié)構(gòu)確定的含糖不飽和單體，并以其作為共聚單體制備不同結(jié)構(gòu)特征的含糖水凝膠。 以丙烯酰氯與異丙胺反應(yīng)制備了N-異丙基丙烯酰胺

2、(NIPA)單體，用D-葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯和烯丙基胺反應(yīng)合成了葡萄糖烯丙基酰胺(AAG)單體。以N，N-亞甲基雙丙烯酰胺(Bis)為交聯(lián)劑，在去離子水中NIPA與AAG共聚合形成含糖溫敏水凝膠。用紅外光譜對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，研究了不同單體配比及不同交聯(lián)劑濃度對(duì)水凝膠膨脹性能的影響，研究了溫度、溶液的pH值、鹽濃度對(duì)含糖溫敏水凝膠的膨脹比(SR)的影響。實(shí)驗(yàn)表明，NIPA 與 AAG共聚形成的含糖溫敏水凝膠的膨脹比隨著AAG含量的增加而增

3、加，溫度的升高和鹽濃度的增加會(huì)使含糖水凝膠的膨脹比下降，在高或低的pH值時(shí)，膨脹比有一定的增加。對(duì)不同組成的水凝膠的收縮動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究，表明在較低溫度下收縮緩慢，在高溫下收縮迅速，在很短時(shí)間內(nèi)即能達(dá)到收縮平衡。 以4-乙烯基芐基胺與葡萄糖內(nèi)酯反應(yīng)合成了4-乙烯芐基葡萄糖酰胺單體(VBG)，然后用過(guò)硫酸鉀(KPS)/四甲基乙二胺(TMEDA)氧化還原體系引發(fā)其與丙烯酰胺共聚，得到水溶性含糖聚合物P(VBG—co—AM)，用IR、

4、<'1>H—NMR對(duì)單體及共聚物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表，征，用TGA對(duì)聚合物的熱穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。采用不同的單體配比合成了具有不同糖含量的聚合物。并研究了這一系列聚合物的水溶液的粘度性質(zhì)。將VBG與丙烯酰胺和亞甲基雙丙烯酰胺共聚得到含糖結(jié)構(gòu)的水凝膠。研究了不同單體配比對(duì)共聚合的影響。研究了溫度、時(shí)間、溶液的酸堿度及蛋白質(zhì)存在對(duì)水凝膠的膨脹比的影響規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn)水凝膠的膨脹比隨著溫度的提高而略有增加，在高或低的pH時(shí)膨脹比由于糖組分的降解也有一定

5、的增加。 以D-乳糖與水合肼反應(yīng)得到含半乳糖結(jié)構(gòu)的丙烯酰胺單體，然后，以BisA為交聯(lián)劑，以過(guò)硫酸鉀(KPS)/四甲基乙二胺(TMEDA)氧化還原引發(fā)體系引發(fā)其與丙烯酰胺共聚，得到含糖水凝膠，用<'1>H—NMR對(duì)單體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，用TGA對(duì)含糖干凝膠的熱穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。同時(shí)，研究了單體濃度的增加對(duì)反應(yīng)速率和聚合轉(zhuǎn)化率的影響及不同單體配比的水凝膠的元素分析。對(duì)水凝膠的膨脹動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了計(jì)算，發(fā)現(xiàn)水凝膠的膨脹符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。