蔗糖基聚合物的预辐射法合成及应用研究

论文摘要

蔗糖基聚合物（sucrose-based polymers,SBP）是一种以蔗糖为原料合成的功能性高分子材料。本文研究了SBP的预辐射合成法,即蔗糖在60Co的γ射线预辐射下变成活化蔗糖,离开辐射场后,通过自由基引发其与丙烯酸的聚合,生成SBP。这种合成方法的优点是反应条件温和,只需常温常压,工艺流程简化,可降低成本。 首先研究了蔗糖的预辐射剂量、蔗糖与单体的配比及反应温度等反应条件对SBP的分子量的影响。要获得相对分子量为6万左右的SBP,其最佳反应条件是:预辐射剂量1kGy,反应温度20℃,反应时间15h,水、蔗糖与丙烯酸配比为5:5:1（v/w/v）。 利用紫外吸收光谱、FTIR、NMR对蔗糖基聚合物进行了初步的结构表征。实验结果说明:聚合物的长链除了含有聚丙烯酸结构单元的—CH2—、>CH—和—COOH基团外,还含有蔗糖的结构。 同时研究了SBP在氮肥缓释和药物缓释方面的应用。以分子量为134100的SBP和高岭土为载体制备的硫酸铵缓释氮肥,其释放时间长达50天左右,释放时间与SBP的浓度及分子量、高岭土含量、环境温度和颗粒直径等因素有关,可通过改变这些因素来制备释放时间不同的缓释氮肥。SBP制备的缓释氮肥可被生物降解。以SBP配合海藻酸钠等辅料作为载体,对药物缓释有较好的效果,药物释放时间可达4～10小时,而且释放时间与SBP浓度、SBP分子量、海藻酸钠含量大致成正比。可以通过调节这些因素来制备释放时间不同的药物缓释剂。

论文目录

• 第一章 综述
• 1.1 前言
• 1.2 蔗糖基聚合物的研究概况
• 1.3 蔗糖基聚合物的应用前景
• 1.4 辐射法合成聚合物的研究概况
• 1.5 本研究的背景和意义
• 第二章 蔗糖基聚合物的预辐射法合成
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验仪器设备
• 2.1.3 制备方法
• 2.1.3.1 蔗糖基聚合物的合成
• 2.1.3.2 合成产物的透析或超滤
• 2.1.3.3 蔗糖基聚合物的纯化
• 2.1.4 分子量的测定
• 2.1.4.1 测定原理及方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 反应温度对聚合物相对分子量的影响
• 2.2.2 预辐射剂量对聚合物相对分子量的影响
• 2.2.3 蔗糖与丙烯酸配比对聚合物相对分子量的影响
• 2.2.4 小结
• 2.3 蔗糖基聚合物的性质
• 2.3.1 蔗糖基聚合物的物理性质
• 2.3.2 蔗糖基聚合物的生物安全性
• 2.3.3 蔗糖基聚合物的生物可降解性
• 第三章 蔗糖基聚合物结构的初步表征
• 3.1 蔗糖基聚合物自由基反应的验证
• 3.1.1 实验部分
• 3.1.1.1 原料及装置
• 3.1.1.2 阻聚对比实验
• 3.1.1.3 辐照蔗糖的分析测试
• 3.1.2 结果与分析
• 3的阻聚作用结果'>3.1.2.1 FeCl₃的阻聚作用结果
• 3.1.2.2 X射线衍射图
• 3.1.2.3 紫外吸收光谱
• 3.1.3 小结
• 3.2 蔗糖基聚合物的结构的初步表征
• 3.2.1 试剂与仪器
• 3.2.2 实验方法
• 3.2.2.1 纯化蔗糖基聚合物的制备
• 3.2.2.2 紫外吸收光谱的测定
• 3.2.2.3 傅立叶红外变换光谱的测定
• 3.2.2.4 核磁共振波谱的测定
• 3.2.2.5 蔗糖基聚合物表面结构表征
• 3.2.2.6 蔗糖基聚合物的X射线衍射
• 3.2.3 结果与讨论
• 3.2.3.1 紫外吸收光谱测定
• 3.2.3.2 傅立叶红外变换光谱测定
• 3.2.3.3 核磁共振波谱测定
• 3.2.3.4 蔗糖基聚合物表面结构表征
• 3.2.3.5 蔗糖基聚合物的X射线衍射图
• 3.2.3.4 小结
• 第四章 蔗糖基聚合物在氮肥缓释中的应用
• 4.1 引言
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 药品与仪器
• 4.2.2 缓释氮肥的制备
• 4.2.2.1 硫酸铵缓释氮肥的制备
• 4.2.2.2 辐射交联型硫酸铵缓释化肥的制备
• 4.2.3 缓释性能的研究
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 硫酸铵的标准曲线
• 4.3.1 蔗糖基聚合物的浓度对缓释氮肥缓释效果的影响
• 4.3.2 高岭土含量对缓释氮肥缓释效果的影响
• 4.3.3 缓释氮肥的颗粒大小对缓释氮肥缓释效果的影响
• 4.3.4 环境温度对缓释效果的影响
• 4.3.5 蔗糖基聚合物的分子量对缓释效果的影响
• 4.3.6 缓释氮肥的辐照交联对缓释效果的影响
• 4.3.7 缓释氮肥在土壤中的生物降解性
• 4.4 小结
• 第五章 蔗糖基聚合物在药物缓释中的应用
• 5.1 引言
• 5.2 实验方法
• 5.2.1 检测方法
• 5.2.2 药物缓释剂的制备方法
• 5.2.3 缓释剂中药物的溶出实验
• 5.2.4 蔗糖基聚合物的浓度对缓释效果的影响
• 5.2.5 海藻酸钠含量对缓释效果的影响
• 5.2.6 蔗糖基聚合物的分子量对缓释效果的影响
• 5.2.7 聚乙二醇含量对缓释效果的影响
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 蔗糖基聚合物的浓度对缓释效果的影响
• 5.3.2 海藻酸钠的含量对缓释效果的影响
• 5.3.3 蔗糖基聚合物的分子量对缓释效果的影响
• 5.3.4 聚乙二醇含量对缓释效果的影响
• 5.3.5 在人工肠液与人工胃液的缓释效果
• 5.4 小结
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况