酸敏性淀粉基水凝胶的仿生初探

论文摘要

本文以淀粉基大分子采用冷冻-解冻形成物理交联的方法,以共混和接枝两种形式和具有良好生物相容性和力学性能的聚乙烯醇（PVA）复合制备水凝胶。并以此水凝胶为基质,采用了操作简单,快速生成羟基磷灰石的交替浸泡仿生法制备了聚合物基羟基磷灰石复合材料,并研究了不同条件制备的水凝胶对仿生复合材料中羟基磷灰石的含量的影响。探索性的利用化学方法制备了羟基磷灰石（HA）和酯化淀粉（SM）的酯化产物。得到了如下主要成果:1)不同含量的SM对SM/PVA水凝胶的溶胀性的影响,结果显示由于SM的加入使其,增强了分子间的相互作用,使其水凝胶的结晶性下降,从而提高了其溶胀性,而且SM的加入会引入-COOH,使水凝胶成为了具有PH响应性的智能水凝胶。2)以SM/PVA水凝胶为基质,采用交替浸泡法制备SM/PVA/HA的复合材料。从WAXD图谱分析,可以确定仿生过程中生成了HA;从TGA的测试结果可以看到,不同的SM的含量对HA含量的生长有影响,随着SM含量的增加,HA在基质上生长的量也随着升高;从SEM上也可以看到不同SM含量的凝胶仿生之后,表面形貌有这明显的差异。并探讨了交替浸泡循环次数对生成HA含量的影响,结果显示随着循环次数的增加生成的HA的含量也随着增加。3)制备了酯化淀粉接枝聚乙烯醇（SM-g-PVA）的接枝共聚物,同样是具有PH响应性的智能型水凝胶,研究了不同接枝率的水凝胶的溶胀行为,结果显示了水凝胶的溶胀行为和接枝率相关。4)以SM-g-PVA水凝胶为基质,采用交替浸泡法制备了SM-g-PVA/HA复合材料。采用FT-IR,WAXD,TGA,EDS等表征手段证明了再交替浸泡的过程中,水凝胶的表面或内部生长出了HA。并探讨了不同接枝率对生成HA含量的影响。5)采用化学的方法,初步探索了HA与SM的酯化反应,利用FT-IR,TGA,XRD等表征基本确定了HA与SM有一小部分发生了酯化反应。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 水凝胶简介
• 1.2 淀粉性质及改性的简介
• 1.3 聚乙烯醇（PVA）水凝胶的简介
• 1.4 羟基磷灰石及与聚合物的复合材料简介
• 1.5 本课题的提出
• 第二章 酯化淀粉/聚乙烯醇物理交联水凝胶的制备和性能研究及仿生过程
• 2.1 引言
• 2.2 实验室部分
• 2.3 结果与讨论
• 2.4 本章小结
• 第三章 酯化淀粉-g-聚乙烯醇水凝胶的制备和性能研究及仿生过程
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.3 结果与讨论
• 3.4 本章小结
• 第四章 酯化淀粉和羟基磷灰石的酯化反应探索
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.3 结果与讨论
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结