有机硅改性壳聚糖膜的制备及其性能研究

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1、山东大学硕士学位论文摘要壳聚糖具有很好的成膜性并且容易进行结构修饰和改性，是一种性能优良的天然高分子功能膜材料。壳聚糖膜由于具有很好的生物相容性、生物降解性和抗菌性，良好的通透性、吸附性，以及一定程度的力学性能，因而在众多的领域，尤其是在生物材料领域得到广泛的应用。但是，纯壳聚糖膜存在着脆性高、柔韧性差以及耐酸性差等缺点，大大限制了其应用。有机硅具有一系列优异性能，如较低的玻璃化转变温度，极好的耐高低温和耐氧化性能，低毒性以及良好的生物相容性等，特别适合用作生物材料．利用有机硅对壳聚糖进行改性是改善壳聚糖

2、膜性能的一条重要途径。本文选用氯铂酸作为催化剂通过含氢硅油与烯丙基缩水甘油醚(AEP)的硅氢加成反应合成了一系列不同分子量的环氧基聚硅氧烷(EP．PDMS)，对产物结构进行了红外表征，利用乌式粘度计法测定了产物的特性粘度，并对产物分子量进行了比较．讨论了反应条件对硅氢加成反应的影响。结果表明，硅氢加成反应的最佳反应时问为5～6h，最佳反应温度为90～llO℃，反应原料配比为AEP：Si．H一1．2：1。利用合成的环氧基聚硅氧烷与壳聚糖在醋酸溶液中反应，铺膜，制备了一系列有机硅改性的壳聚糖膜，并对改性壳聚糖

3、膜进行了红外表征。通过x-射线衍射分析，讨论了改性前后膜结晶性能的变化，结果表明，改性后膜的结晶性能下降。利用扫描电镜观测改性壳聚糖膜的表面形貌发现，未改性的壳聚糖膜表面光滑致密；有机硅改性后，壳聚糖膜的表面粗糙度增加，并且有微孔出现。研究了成膜条件对壳聚糖膜的制备及膜性能的影响，结果表明，最佳的成膜模具材料为玻璃，最佳铸膜液浓度为2％(质量分数)，最佳干燥温度为50℃．对改性壳聚糖膜的力学性能研究发现，经有机硅改性后，膜的拉伸强度、撕裂强度下降，并且有机硅含量越高，拉伸、撕裂强度IV山东大学硕士学位论文

4、越小；改性后膜的断裂伸长率增加，膜的韧性增强。另外，含量相同时，有机硅分子量越大，改性后膜的断裂伸长率越高，柔韧性越好．对改性壳聚糖膜的溶胀性能进行测试发现，改性壳聚糖膜的溶胀度随着有机硅含量的增加先增大后减小；含量一定时，有机硅分子量越大，膜的溶胀度越大；改性后，壳聚糖膜在水中达到溶胀平衡的时间延长．另外，经过有机硅改性，壳聚糖膜的润湿角增大，表面润湿性下降．对改性壳聚糖膜进行了热重分析(TG)，实验结果发现，有机硅改性后，膜的热稳定性增强，有机硅含量越高，膜的热稳定性越好。关键词：壳聚糖膜；有机硅；硅

5、氢加成；制备；改性V山东大学硕士学位论文ABSTRACTC。hitosanisakindofidealnaturalmacromoleculemembranematerialsduetotheirgoodfilmingandeasy-transform．Chitosanmembranehasbeenwidelyappliedinvariousfields，especiallyinbiomaterialbecauseoftheiruniquepropertiessuchasbiocompatibility，

6、biodegradabilityandantibacterialactivity，goodpenetrabilityandadsorptivity,andcertainmechanicalstrength．Buttheinherentbrittlenessandstiffnessofchitosanmembranehavelimitedmanypossibleapplications．Polydimethylsiloxane(PDMS)possessaserialofexcellentproperties

7、suchaslowglasstransitiontemperature，verygoodthermalandoxidativestability，lowtoxicity，goodbiocompatibility，etc．Therefore，PDMSisespeciallysuitableforuseasbiomaterials．PDMSwasthusincorporatedintochitosaninthisdissertationtomodifytheircapability，whichprovides

8、animportantapproachformodificationofchitosanmembrane．Inthispaper，epoxy—containingpolydimethylsiloxanes(EP—PDMS)werepreparedviahydrosilylationreactionbyH—containingsiliconeoilandallylglycidylether(AEP)，withplatinum-d