熱敏水凝膠的制備及其性能的研究.pdf

1、聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPA)水凝膠具有溫度敏感特性，人們可以利用這一特性在一定溫度釋放出預(yù)先溶漲在凝膠中的物質(zhì)，以達到分離、提純物質(zhì)的效果。此外，這種溫度敏感水凝膠還可廣泛應(yīng)用于藥物緩釋、活性酶的包埋、化學(xué)反應(yīng)的控制、記憶元件開關(guān)等。 殼聚糖具有無毒、無味、生物可降解和生物相容性等特性，它們被廣泛應(yīng)用于紡織、印染、污水處理、生物醫(yī)藥、食品、造紙、日用化工等許多領(lǐng)域，國內(nèi)外已進行了較為深入的研究。 本文應(yīng)用接枝共聚反

2、應(yīng)使NIPA與殼聚糖接枝共聚，從而得到結(jié)合了兩種物質(zhì)優(yōu)點的具有新功能與用途的新材料。具體工作包括以下幾個方面：首先，本文采用硝酸鈰銨為引發(fā)劑使NIPA與殼聚糖接枝共聚，制得了溫度敏感性的接枝產(chǎn)物，并測定了單體濃度、引發(fā)劑濃度和反應(yīng)溫度等對接枝反應(yīng)的影響。實驗結(jié)果表明：以四價鈰鹽為引發(fā)劑，殼聚糖與異丙基丙烯酰胺能發(fā)生接枝共聚合反應(yīng)。該接枝共聚體系的最佳反應(yīng)條件是：反應(yīng)溫度40℃，引發(fā)劑濃度0.08mol/L，殼聚糖濃度1.0g/100ml

3、，單體(NIPA)濃度為0.5mol/L，接枝率最高可達26％。并用FT-IR表征了接枝產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，用TGA分析了接枝物的熱性能。但是接枝物并不具有明顯的熱敏現(xiàn)象。 其次，本文還研究了殼聚糖的降解。通過實驗我們發(fā)現(xiàn)：γ射線對殼聚糖的照射使殼聚糖發(fā)生了明顯的降解反應(yīng)，且隨著輻射劑量的增加，殼聚糖的分子量明顯降低，當(dāng)輻射劑量達到250kGy時，殼聚糖的分子量從97000下降到15487。H2O2降解效果比較顯著，分子量有了大幅度

4、的降低，而且分子量分布較窄。 為了提高接枝反應(yīng)的接枝率，本文首次用輻射接枝的方法制備了高接枝率的殼聚糖接枝NIPA的溫度敏感水凝膠，并且研究了單體濃度和輻射劑量等對接枝反應(yīng)的影響。隨單體與殼聚糖摩爾比的增加，接枝率與接枝效率皆呈上升趨勢。在單體與殼聚糖摩爾比為9：1時接枝率可達620％，接枝效率也高達98％，比鈰離子引發(fā)接枝的方法高很多；在單體濃度一定的條件下，在3～10KGy的輻射劑量下，接枝率和接枝效率隨輻射劑量的增加而增加

5、。我們采用NMR和TG表征了溫度敏感水凝膠的結(jié)構(gòu)和熱性能；用SEM分析了溫度敏感水凝膠的表面形態(tài)，從宏觀上表征了溫度敏感水凝膠的相轉(zhuǎn)變過程。采用1HNMR方法測定了輻射法制備的不同接枝率的溫度敏感水凝膠的質(zhì)子線寬、峰高隨溫度的變化，從分子水平上研究了溫度敏感水凝膠的相轉(zhuǎn)變過程，并且用這種方法測定了凝膠的LCST。通過凝膠1HNMR的線型分析，研究了凝膠交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)非均勻性。 最后，本文把輻射方法制得的溫度敏感水凝膠做為藥物緩釋