聚n异丙基丙烯酰胺水凝胶与甲壳素纤维共混体系的制备与性能研究

《聚n异丙基丙烯酰胺水凝胶与甲壳素纤维共混体系的制备与性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浙江理工大学硕士学位论文聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶与甲壳素纤维共混体系的制备与性能研究姓名：鲍学骞申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：刘羿君20081229摘要聚N。异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)水凝胶是一种温度敏感型智能材料，在33℃左右具有一个可逆的相转变温度，即低临界溶解温度(LCST)。在LCST以下，由于有水分子和PNIPAArn基团强的氢键作用，水凝胶吸收水分并溶胀。当温度超过LCST时，由于升温会破坏氢键而有助力于疏水相互作用，聚合物链会从溶解的线团状态转变到不溶的小球状态，水凝胶失水并剧烈收缩。因此，PNIPAAm水凝胶

2、在药物控释、药物输送、物质分离、免疫分析等领域均有广泛应用。但PNIPAAm水凝胶存在两大缺陷：响应速率慢和机械强度差，导致其在实际应用中存在一定的局限性，因此关于改善PNIPAAm水凝胶的力学性能及提高其对温度的响应速率方面的研究已成为最近的研究热点。甲壳素由于具有良好的可生物降解性、抑菌性、止血和止痛、抑制结疤、促进细胞生长，加速伤口创面愈合等功能，因而被广泛地应用在医用材料领域。本论文以单体N．异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)为原料，N，N’．亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂，羧甲基纤维素钠(NaCMC)水溶液为反应介质，甲壳素纤维为填

3、充材料，采用自由基聚合法制备了聚N．异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)／甲壳素纤维复合水凝胶。研究了不同长度和不同百分含量的甲壳素纤维在复合水凝胶中的分散性，以及该复合水凝胶相应的力学性能，结果表明：甲壳素纤维长度为2mm时，复合水凝胶的力学增强效果较为明显并达到分散均匀性的要求，在后绪的实验中均采用含甲壳素纤维长度为2mm的复合水凝胶进行重点研究。通过对复合水凝胶溶胀度及溶胀动力学的研究表明：溶胀初期，复合水凝胶的溶胀速率随着甲壳素纤维含量的提高而增加。温度越低时，复合水凝胶达到溶胀平衡时间越长，甲壳素纤维含量越低，复合水凝胶的平衡溶胀度越大

4、；温度越高时，复合水凝胶达到溶胀平衡时间越短，甲壳素纤维含量越高，复合水凝胶平衡溶胀度越大。在消溶胀实验中，由于处在复合水凝胶表面的甲壳素纤维与水凝胶之间存在空隙，当体系收缩时可以作为输水通道有利于水分子的排出，因此提高了对温度的响应速率。在反复溶胀／收缩实验中，这种输水通道也起到至关重要的作用，且甲壳素纤维含量越高，反复溶胀／收缩性能越好。此外，对复合水凝胶的抑菌性能进行研究发现：纯PNIPAAm水凝胶不具有抑菌性能，复合水凝胶对大肠肝菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率随着甲壳素纤维含量的增加而增大，且含量达到0．5％时就具有较好的抑菌性能。关键词

5、：聚N一异丙基丙烯酰胺；甲壳素纤维；低临界溶解温度；响应速率；力学性能；抑菌性能AbstractPoly(N-isopropylacrylamide)hydrogelsisalltemperature—sensitiveintelligentmaterialwhichundergoesatemperature—induced，reversiblephasetransitionatapproximately33℃，namelylowercriticalsolutiontemperature(LCST)．BelowLCST,thePNIPAAmh

6、ydrogelsiswellswolleninaqueousmediabecauseofthestrongehydrogenbondingbetweenthewatermoleculesandthePNIPAAmgroups．Theincreaseoftemperaturewilldisrupthydrogenbondsandfavorhydrophobicinteractions．WhenthetemperatureexceedLCST,thePNIPAAmhydrogelsformsahydrophobicaggregationbecau

7、sepolymerchainschangfromthewell—dissolvedcoilstatetothelesssolubleglobularstate．Therefore，therehaveconsiderableresearchattentionbeenonPNIPAAmhydrogelsbecauseoftheirwideapplicationsinmanyfields，suchasdrugcontrolledrelease，drugmaterialdelivery,separation，immunoassay,etc．howev

8、er,practicalapplicationofPNIPAAmhydrogelsexistlimitationbecauseofitstwodeficiency：