王龙正:改性海藻酸钠复合水凝胶的制备与性能研究论文

王龙正:改性海藻酸钠复合水凝胶的制备与性能研究论文

本文主要研究内容

作者王龙正(2019)在《改性海藻酸钠复合水凝胶的制备与性能研究》一文中研究指出:天然高分子基水凝胶由于具有安全无毒、生物相容性好、易于降解等特点被广泛应用于农业、食品级医药等领域,而对水凝胶的组成基质进行改性则可以赋予水凝胶更多的功能,以满足其在实际应用中的特定需求。本论文选择温和高效的Ugi反应对海藻酸钠进行改性,得到不同性质的海藻酸钠衍生物,并以它们为基质制备了一系列具有互穿网络结构的功能化复合水凝胶,探究了复合水凝胶的力学性能、溶胀性能、药物缓释性能等以及纳米颗粒的分散性对水凝胶力学性能的影响。(1)以不同分子量的海藻酸钠为原料合成了疏水改性海藻酸钠(Ugi-SA),利用傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)进行表征。并用多重光散射(MLS)和透射电子显微镜(TEM)分析了改性海藻酸钠/蒙脱土(Ugi-SA/MMT)分散体系的稳定性及微观形貌特征,结果表明高分子量的Ugi-SA能够更有效地吸附在MMT颗粒表面并对其进行分散,且当它的浓度为5g/L时分散体系的稳定性最好。进而制备了以Ugi-SA和聚丙烯酰胺(PAM)为基质、MMT为增强剂的纳米复合水凝胶,利用FTIR、同步热分析仪(TG)和扫描电子显微镜(SEM)分析了凝胶的组成结构和微观形貌,并探究了 Ugi-SA的分子量和质量分数对复合水凝胶力学性能的影响,实验结果表明,由质量分数为0.5%的高分子量Ugi-SA制备的纳米复合水凝胶力学性能最好。(2)进一步探究MMT的含量对高分子量改性海藻酸钠/聚丙烯酰胺/蒙脱土(Ugi-SA/PAM/MMT)纳米复合水凝胶溶胀性能、拉伸性能及释药性能的影响。复合凝胶主要由PAM的化学交联网络和由Ugi-SA与Ca2+之间的静电相互作用形成的物理交联网络组成。FTIR和TG数据表明MMT与聚合物基质之间存在着较强的物理相互作用。SEM图像展示了复合水凝胶的互穿网络结构。XRD数据和TEM图像表明MMT的层状结构被剥离并嵌入到水凝胶的网络中。溶胀平衡实验表明,MMT的添加使复合水凝胶的平衡溶胀度(Qeq)降低,溶胀过程属于Fickian扩散。拉伸试验表明,当MMT的添加量为2.5%时复合凝胶的力学性能最好。释药实验表明,MMT的添加可以提高复合凝胶对疏水药物的负载效率,并减缓药物的累积释放速率。Ugi-SA侧链上的疏水基团与农药分子之间会发生疏水相互作用,药物分子被包裹在聚合物侧链形成的疏水微区中,当疏水微区被破坏时,药物即扩散到释放介质中。MMT含量为2.5%的复合凝胶载药率最高,而当MMT含量为5%时,凝胶的缓释效果最好,复合水凝胶对高效氯氟氰菊酯的缓释曲线可用Weibull模型进行拟合。(3)将偶氮苯与β-环糊精的主客体作用引入水凝胶体系中,通过Ugi反应合成了接枝环糊精的海藻酸钠(SA-CD),通过自由基共聚反应合成了聚丙烯酰胺基偶氮苯(PAM-Azo),利用FTIR、1H NMR、TG和GPC对它们进行结构表征。同时用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)验证了 PAM-Azo分子的紫外光响应性。然后进一步探究SA-CD和PAM-Azo的主客体作用,发现它们在加热条件下可以自发地交联形成水凝胶,且通过紫外光和可见光的照射可以实现溶胶-凝胶的可逆转变。进而又制备了 SA-CD/PAM-Azo互穿网络型复合水凝胶,对复合凝胶进行了FTIR、TG和SEM表征,同时探究了其自愈合性能,在显微镜下观察到水凝胶愈合界面的消失。力学性能测试表明CD的引入使得SA-CD/PAM-Azo IPN复合凝胶的力学强度及弹性相较于SA/PAM-Azo IPN复合凝胶均有所降低,断裂的凝胶样品经过48h可基本愈合。此外,紫外光的照射对凝胶的自愈合性能有阻碍作用。这种具有自愈合性能且受紫外光调节的主客体复合水凝胶在生物医学领域具有良好的应用前景。

Abstract

tian ran gao fen zi ji shui ning jiao you yu ju you an quan mo du 、sheng wu xiang rong xing hao 、yi yu jiang jie deng te dian bei an fan ying yong yu nong ye 、shi pin ji yi yao deng ling yu ,er dui shui ning jiao de zu cheng ji zhi jin hang gai xing ze ke yi fu yu shui ning jiao geng duo de gong neng ,yi man zu ji zai shi ji ying yong zhong de te ding xu qiu 。ben lun wen shua ze wen he gao xiao de Ugifan ying dui hai zao suan na jin hang gai xing ,de dao bu tong xing zhi de hai zao suan na yan sheng wu ,bing yi ta men wei ji zhi zhi bei le yi ji lie ju you hu chuan wang lao jie gou de gong neng hua fu ge shui ning jiao ,tan jiu le fu ge shui ning jiao de li xue xing neng 、rong zhang xing neng 、yao wu huan shi xing neng deng yi ji na mi ke li de fen san xing dui shui ning jiao li xue xing neng de ying xiang 。(1)yi bu tong fen zi liang de hai zao suan na wei yuan liao ge cheng le shu shui gai xing hai zao suan na (Ugi-SA),li yong fu li xie gong wai guang pu (FTIR)、he ci gong zhen qing pu (1H NMR)he ning jiao shen tou se pu (GPC)jin hang biao zheng 。bing yong duo chong guang san she (MLS)he tou she dian zi xian wei jing (TEM)fen xi le gai xing hai zao suan na /meng tuo tu (Ugi-SA/MMT)fen san ti ji de wen ding xing ji wei guan xing mao te zheng ,jie guo biao ming gao fen zi liang de Ugi-SAneng gou geng you xiao de xi fu zai MMTke li biao mian bing dui ji jin hang fen san ,ju dang ta de nong du wei 5g/Lshi fen san ti ji de wen ding xing zui hao 。jin er zhi bei le yi Ugi-SAhe ju bing xi xian an (PAM)wei ji zhi 、MMTwei zeng jiang ji de na mi fu ge shui ning jiao ,li yong FTIR、tong bu re fen xi yi (TG)he sao miao dian zi xian wei jing (SEM)fen xi le ning jiao de zu cheng jie gou he wei guan xing mao ,bing tan jiu le Ugi-SAde fen zi liang he zhi liang fen shu dui fu ge shui ning jiao li xue xing neng de ying xiang ,shi yan jie guo biao ming ,you zhi liang fen shu wei 0.5%de gao fen zi liang Ugi-SAzhi bei de na mi fu ge shui ning jiao li xue xing neng zui hao 。(2)jin yi bu tan jiu MMTde han liang dui gao fen zi liang gai xing hai zao suan na /ju bing xi xian an /meng tuo tu (Ugi-SA/PAM/MMT)na mi fu ge shui ning jiao rong zhang xing neng 、la shen xing neng ji shi yao xing neng de ying xiang 。fu ge ning jiao zhu yao you PAMde hua xue jiao lian wang lao he you Ugi-SAyu Ca2+zhi jian de jing dian xiang hu zuo yong xing cheng de wu li jiao lian wang lao zu cheng 。FTIRhe TGshu ju biao ming MMTyu ju ge wu ji zhi zhi jian cun zai zhao jiao jiang de wu li xiang hu zuo yong 。SEMtu xiang zhan shi le fu ge shui ning jiao de hu chuan wang lao jie gou 。XRDshu ju he TEMtu xiang biao ming MMTde ceng zhuang jie gou bei bao li bing qian ru dao shui ning jiao de wang lao zhong 。rong zhang ping heng shi yan biao ming ,MMTde tian jia shi fu ge shui ning jiao de ping heng rong zhang du (Qeq)jiang di ,rong zhang guo cheng shu yu Fickiankuo san 。la shen shi yan biao ming ,dang MMTde tian jia liang wei 2.5%shi fu ge ning jiao de li xue xing neng zui hao 。shi yao shi yan biao ming ,MMTde tian jia ke yi di gao fu ge ning jiao dui shu shui yao wu de fu zai xiao lv ,bing jian huan yao wu de lei ji shi fang su lv 。Ugi-SAce lian shang de shu shui ji tuan yu nong yao fen zi zhi jian hui fa sheng shu shui xiang hu zuo yong ,yao wu fen zi bei bao guo zai ju ge wu ce lian xing cheng de shu shui wei ou zhong ,dang shu shui wei ou bei po huai shi ,yao wu ji kuo san dao shi fang jie zhi zhong 。MMThan liang wei 2.5%de fu ge ning jiao zai yao lv zui gao ,er dang MMThan liang wei 5%shi ,ning jiao de huan shi xiao guo zui hao ,fu ge shui ning jiao dui gao xiao lv fu qing ju zhi de huan shi qu xian ke yong Weibullmo xing jin hang ni ge 。(3)jiang ou dan ben yu β-huan hu jing de zhu ke ti zuo yong yin ru shui ning jiao ti ji zhong ,tong guo Ugifan ying ge cheng le jie zhi huan hu jing de hai zao suan na (SA-CD),tong guo zi you ji gong ju fan ying ge cheng le ju bing xi xian an ji ou dan ben (PAM-Azo),li yong FTIR、1H NMR、TGhe GPCdui ta men jin hang jie gou biao zheng 。tong shi yong zi wai -ke jian xi shou guang pu (UV-Vis)yan zheng le PAM-Azofen zi de zi wai guang xiang ying xing 。ran hou jin yi bu tan jiu SA-CDhe PAM-Azode zhu ke ti zuo yong ,fa xian ta men zai jia re tiao jian xia ke yi zi fa de jiao lian xing cheng shui ning jiao ,ju tong guo zi wai guang he ke jian guang de zhao she ke yi shi xian rong jiao -ning jiao de ke ni zhuai bian 。jin er you zhi bei le SA-CD/PAM-Azohu chuan wang lao xing fu ge shui ning jiao ,dui fu ge ning jiao jin hang le FTIR、TGhe SEMbiao zheng ,tong shi tan jiu le ji zi yu ge xing neng ,zai xian wei jing xia guan cha dao shui ning jiao yu ge jie mian de xiao shi 。li xue xing neng ce shi biao ming CDde yin ru shi de SA-CD/PAM-Azo IPNfu ge ning jiao de li xue jiang du ji dan xing xiang jiao yu SA/PAM-Azo IPNfu ge ning jiao jun you suo jiang di ,duan lie de ning jiao yang pin jing guo 48hke ji ben yu ge 。ci wai ,zi wai guang de zhao she dui ning jiao de zi yu ge xing neng you zu ai zuo yong 。zhe chong ju you zi yu ge xing neng ju shou zi wai guang diao jie de zhu ke ti fu ge shui ning jiao zai sheng wu yi xue ling yu ju you liang hao de ying yong qian jing 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自海南大学的王龙正,发表于刊物海南大学2019-07-15论文,是一篇关于反应论文,海藻酸钠衍生物论文,互穿网络结构论文,复合水凝胶论文,主客体作用论文,海南大学2019-07-15论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自海南大学2019-07-15论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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