壳聚糖接枝共聚物的合成及其功能化自组装研究

论文摘要

壳聚糖是一种来源丰富的天然高分子，它具有良好的生物相容性、生物降解性和生物活性。但是由于分子间的氢键相互作用，其具有难融难溶的性质，大大限制了壳聚糖这一天然资源的有效利用。接枝改性是改善壳聚糖性能的有效途径。本论文通过分了设计，合成了三种新的壳聚糖衍生物中间体，分别是NMACS、PHCSMA、PHCSSA。建立了两种新的接枝方法，一是在壳聚糖分子上引入双键，再与带双键的单体反应得到接枝共聚物。二是在邻苯二甲酰化壳聚糖的羟基上引入羧基，再与带羟基的大单体进行定位接枝改性，通过以上方法获得了一系列壳聚糖的接枝共聚物：chitosan-g-PBA，chitosan-g-PAA，chitosan-g-PVA， chitosan-g-PEG，chitosna-g-PBGA，chitosan-g-PCL．研究了接枝共聚物的化学结构和聚集形态，探讨了有关性能。主要内容和成果如下： 1．用新方法在壳聚糖氨基上引入双键，得到水溶性壳聚糖衍生物NMACS中间体。利用γ-射线辐射引发，以马来酰化壳聚糖为反应中间体，实现了壳聚糖和丙烯酸丁酯的接枝共聚。 2．在邻苯二甲酰化壳聚糖的羟基上引入马来酸，得到新的壳聚糖衍生物PHCSMA中间体。利用γ-射线辐射引发，以PHCSMA为反应中间体，实现了壳聚糖和丙烯酸丁酯的接枝共聚。接枝率与辐射剂量、单体浓度有依赖关系。 3．利用马来酰化壳聚糖和丙烯酸接枝共聚，得到pH敏感的接枝共聚物chitosan-g-PAA，表征了结构与性能及接枝共聚物的溶胀率和pH敏感性。 4．在邻苯二甲酰化壳聚糖的羟基上引入丁二酸，得到新的壳聚糖衍生物PHCSSA中间体。 5．通过PHCSSA上羧基与PVA羟基的酯化反应，得到了壳聚糖与PVA的接枝共聚物chitosan-g-PVA，表征其结构与性能，自组装形成多孔材料。 6．通过PHCSSA上羧基与具有端羟基PEG、PBGA的酯化反应，制备了高接枝率的chitosan-g-PEG、chitosna-g-PBGA接枝共聚物，表征其结构与性能，并自组装得到直径分别大约为500 nm和700 nm的球形粒子。 7．通过PHCSSA上羧基与具有端羟基的PCL的酯化反应制备chitosan-g-PCL接枝共聚物，表征其结构与性能，自组装得到直径约为500nm空心球。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• §1.1 甲壳素与壳聚糖
• 1.1.1 甲壳素/壳聚糖的来源
• 1.1.2 甲壳素/壳聚糖的结构与性能
• 1.1.3 壳聚糖及其衍生物的应用
• §1.2 壳聚糖的改性研究
• 1.2.1 主链的水解反应
• 1.2.2 酰化反应
• 1.2.3 酯化反应
• 1.2.4 烷基化反应
• 1.2.5 生成席夫碱
• 1.2.6 羧甲基化
• 1.2.7 壳聚糖的接枝改性
• §1.3 壳聚糖衍生物的胶束化研究
• 1.3.1 高分子胶束
• 1.3.2 高分子胶束的制备
• 1.3.3 高分子胶束的结构
• 1.3.4 应用
• 1.3.5 壳聚糖衍生物的胶束化
• §1.4 本论文的思路与意义
• 参考文献
• 第二章 壳聚糖的马来酰化及其与丙烯酸丁酯接枝共聚
• §2.1 壳聚糖的马来酰化反应
• 2.1.1 引言
• 2.1.2 实验部分
• 2.1.3 结果与讨论
• 1.马来酰化壳聚糖的红外分析
• 2.马来酰化壳聚糖的核磁分析
• §2.2 γ射线引发制备壳聚糖-聚丙烯酸丁酯接枝共聚物
• 2.2.1 引言
• 2.2.2 实验部分
• 2.2.3 结果与讨论
• 1.接枝产物的红外光谱表征
• 2.壳聚糖-聚丙烯酸丁酯接枝共聚物的结晶性
• 3.壳聚糖-聚丙烯酸丁酯接枝共聚物的热性能
• 4.辐射剂量和单体浓度对接枝反应的影响
• 2.2.4 本节小结
• 参考文献
• 第三章 壳聚糖衍生物PHCSMA的合成及其与丙烯酸丁酯的接枝共聚
• §3.1 壳聚糖的邻苯二甲酰化反应
• 3.1.1 实验部分
• 3.1.2.结果与讨论
• 1.邻苯二甲酰化壳聚糖的红外分析
• 2.邻苯二甲酰化壳聚糖的核磁分析
• §3.2 γ射线引发制备壳聚糖-聚丙烯酸丁酯接枝共聚物
• 3.2.1 引言
• 3.2.2 实验部分
• 3.2.3 结果与讨论
• 1.接枝产物的红外光谱表征
• 2.接枝产物的核磁分析
• 3.接枝产物的结晶性
• 4.接枝产物的热性能
• 5.辐射剂量和单体浓度对接枝反应的影响
• 3.3 本节小结
• 参考文献
• 第四章 壳聚糖的马来酰化及其与丙烯酸的接枝共聚
• §4.1 壳聚糖的马来酰化反应
• 4.1.1 实验部分
• 4.1.2 结果与讨论
• 1.马来酰化壳聚糖的红外分析
• 2.马来酰化壳聚糖的核磁分析
• §4.2 制备马来酰化壳聚糖—聚丙烯酸接枝共聚物
• 2.2.1 实验部分
• 2.2.2 结果与讨论
• 1.接枝产物的红外光谱表征
• 2.接枝产物的结晶性分析
• 3.反应时间的影响
• 4.引发剂用量的影响
• 5.反应温度的影响
• 6.溶胀实验
• 4.3 本章小结
• 参考文献
• 第五章 壳聚糖衍生物与聚乙烯醇的接枝共聚
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.3 结果与讨论
• 1.接枝产物的接枝率
• 2 接枝产物的结构分析
• 3.接枝共聚物的结晶性
• 4.接枝共聚物的热性能
• 5.接枝共聚物的扫描电镜分析
• 5.4 本节小结
• 参考文献
• 第六章 壳聚糖衍生物与聚乙二醇的接枝改性及胶束化
• 6.1 引言
• 6.2 实验部分
• 6.3 结果与讨论
• 1.接枝产物的接枝率
• 2 接枝产物的结构分析
• 3.接枝共聚物的结晶性
• 4.接枝共聚物的热性能
• 5.接枝共聚物的荧光谱图
• 6.接枝共聚物的TEM分析
• 6.4 本节小结
• 参考文献
• 第七章 壳聚糖衍生物与聚己二酸丁二醇酯的接枝共聚及胶束化
• 7.1 引言
• 7.2 实验部分
• 7.3 结果与讨论
• 1.接枝产物的接枝率
• 2.接枝产物的结构分析
• 3.接枝产物的结晶性
• 4.接枝产物的荧光谱图
• 5.接枝产物的热性能
• 6.接枝共聚物物的TEM分析
• 7.4 本章小结
• 参考文献
• 第八章 壳聚糖衍生物与聚己内酯的接枝共聚及胶束化
• 8.1 引言
• 8.2 实验部分
• 8.3 结果与讨论
• 1.接枝产物的接枝率
• 2.接枝产物的结构分析
• 3.接枝产物的结晶性
• 4.接枝共聚物的荧光谱图
• 5.接枝共聚物的热性能
• 6.接枝共聚物的SEM分析
• 8.4 本节小结
• 参考文献
• 结论
• 附录:主要缩略语
• 附录:攻读学位期间发表的论文
• 致谢