魔芋葡甘聚糖衍生物的合成及其双敏感互穿网络材料的研究
本文对魔芋葡甘聚糖新材料的研发，是以我国丰富可再生的天然魔芋葡甘聚糖(KGM)为原料，利用其主链可生物降解、无毒，糖环上羟基多、可反应等天然多聚糖分子的特点，通过半互穿聚合物网络技术和互穿聚合物网络技术制备出具有对pH及温度的双重敏感材料，同时通过特定的酶解反应证明新材料保留了魔芋葡甘聚糖的主链结构和一些生物材料特性，以制备生物基的、对环境敏感的、可降解的高分子吸附材料。研究结果如下: （一）对魔芋葡甘聚糖接枝聚甲基丙烯酸(KGM-g-PMAA)的研究结果表明:制备的最佳反应温度为75℃，反应投料魔芋葡甘聚糖(KGM)与甲基丙烯酸(MAA)量比为KGM(wt)/MAA(v)=2g∶30mL，过硫酸钾(KPS)的浓度为4gzL。 （二）在制备pH敏感半互穿聚合物网络水凝胶的研究中: (1)对不同KGM∶MAA投料比的研究结果表明:半互穿聚合物网络(semi-IPN)水凝胶的线性黏弹区(LVE)为0.1％-10％;水凝胶具有非牛顿行为和特殊的假塑性;随着MAA浓度的逐渐增加，交联点之间的平均分子量(Mc)随之减小，达到一定量后有微小的上升;凝胶的储能模量(G')和剪切粘度(η)随着温度的升高先升高后降低。凝胶的溶胀率随着pH值的增大而增大，即它具有pH敏感性，且MAA含量较多的凝胶其溶胀率变化较大。通过酶解法证实半互穿聚合物网络(semi-IPN)水凝胶具有某些生物材料特性。重金属的吸附效率随着pH的增大而增大，且MAA含量较多的凝胶其重金属的吸附效率较高;对于同种重金属来说，单离子体系的吸附效率比混合离子体系的吸附效率高;在混合离子体系中，semi-IPN水凝胶对同样浓度Cu2+、Pb2+和Cr3+的吸附选择顺序:Pb2+＞Cr3+＞Cu2+。 (2)对不同引发剂浓度的影响进行了研究，结果表明:半互穿聚合物网络(semi-IPN)水凝胶的线性黏弹区(LVE)为0.1％-10％;水凝胶具有非牛顿行为和特殊的假塑性;随着KPS浓度的逐渐增加，交联点之间的平均分子量(Mc)先减小后增加;凝胶的储能模量(G’)和剪切粘度(η)随着温度的升高先升高后降低。凝胶的溶胀率都随着pH值的增大而增大，证明它具有pH敏感性。通过酶解法证实半互穿聚合物网络(semi-IPN)水凝胶具有某些生物材料特性。重金属的吸附效率随着pH的增大而增大，且KPS浓度较小引发产生的凝胶其重金属的吸附效率较大;对于同种重金属来说，单离子体系的吸附效率比混合离子体系的吸附效率高;在混合离子体系中，semi-IPN水凝胶对同样浓度Cu2+、Pb2+和Cr3+的吸附选择顺序:Pb2+＞Cr3+＞Cu2+。 (3)对不同交联剂浓度的研究结果表明:半互穿聚合物网络(semi-IPN)水凝胶的线性黏弹区(LVE)为0.1％-10％;水凝胶具有非牛顿行为和特殊的假塑性;随着MBA浓度的逐渐增加，交联点之间的平均分子量(Mc)逐渐减小;凝胶的储能模量(G’)和剪切粘度(η)随着温度的升高先升高后降低。凝胶的溶胀率都随着pH值的增大而增大，证明它具有pH敏感性。通过酶解法证实半互穿聚合物网络(semi-IPN)水凝胶具有某些生物材料特性。重金属的吸附效率随着pH的增大而增大，且MBA浓度较小的凝胶其重金属的吸附效率较小:对于同种重金属来说，单离子体系的吸附效率比混合离子体系的吸附效率高;在混合离子体系中，semi-IPN水凝胶对同样浓度Cu2+、Pb2+和Cr3+的吸附选择顺序:Pb2+＞Cr3+＞Cu2+。 （三）在制备PH/温度双敏感KGM基的MAA-NIPA互穿聚合物网络水凝胶(IPN)的研究中: (1)对不同NIPN浓度的研究结果表明:互穿聚合物网络(IPN)水凝胶的线性黏弹区(LVE)为0.01％-1％;水凝胶具有非牛顿行为和特殊的假塑性;随着N-异丙基丙烯酰胺(NIPN)浓度的逐渐增加，交联点之间的平均分子量(Mc)先减小后增加;凝胶的储能模量(G’)和剪切粘度(η)随着温度的升高而降低。凝胶的溶胀率都随着pH值的增大而增大，证明它具有pH敏感性，并且随着N-异丙基丙烯酰胺(NIPN)浓度的增大溶胀率的变化量先减小后增大。凝胶的溶胀率都随着温度的增大而减小，证明它具有温度敏感性，并且随着N-异丙基丙烯酰胺(NIPN)浓度的增大溶胀率的变化量先增大后减小。通过酶解法证实互穿聚合物网络(IPN)水凝胶具有某些生物材料特性。重金属的吸附效率随着pH的增大而增大，随着温度的增大而增大，并且随着N-异丙基丙烯酰胺(NIPN)浓度的增大吸附效率先减小后增大;对于同种重金属来说，单离子体系的吸附效率比混合离子体系的吸附效率高;在混合离子体系中，IPN水凝胶对同样浓度Cu2+、Pb2+和Cr3+的吸附选择顺序:Pb2+＞Cr3+＞Cu2+。 (2)对不同浸泡时间的研究结果表明:互穿聚合物网络(IPN)水凝胶的线性黏弹区(LVE)为0.01％-1％;水凝胶具有非牛顿行为和特殊的假塑性;随着浸泡时间的逐渐增加，交联点之间的平均分子量(Mc)逐渐减小;凝胶的储能模量(G’)和剪切粘度(η)随着温度的升高而降低。凝胶的溶胀率都随着pH值的增大而增大，证明它具有pH敏感性，并且随着浸泡时间的增加溶胀率的变化量逐渐减小。凝胶的溶胀率都随着温度的增大而减小，证明它具有温度敏感性，并且随着浸泡时间的增大溶胀率的变化量逐渐增大。通过酶解法证实互穿聚合物网络(IPN)水凝胶具有某些生物材料特性。重金属的吸附效率随着pH的增大而增大，随着温度的增大而增大，并且随着浸泡时间的增大吸附效率逐渐减小;对于同种重金属来说，单离子体系的吸附效率比混合离子体系的吸附效率高;在混合离子体系中，IPN水凝胶对同样浓度Cu2+、Pb2+和Cr3+的吸附选择顺序:Pb2+＞Cr3+＞Cu2+。
半互穿聚合物网络;互穿聚合物网络;pH敏感;温度敏感;魔芋葡甘聚糖衍生物;高分子吸附材料
西南科技大学
硕士
材料学
张驰
2013
中文
O636.1
145
2013-10-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）