壳聚糖接枝丙烯酰胺水溶液性质与热诱导增黏行为

摘要

壳聚糖(CS)作为天然的多糖大分子，因来源广、价格低、可降解以及具有良好的生物相容性等特点，在医用材料、化妆品开发等方面具有重要的应用价值。壳聚糖中含有丰富的-OH，-NH2等活性基团，容易进行接枝改性，因而对改性壳聚糖及其衍生物的研究近年来也备受关注。许多壳聚糖及其衍生材料的制备和应用都是以溶液形式进行的，因此对壳聚糖及其衍生材料溶液性质的研究就极为重要。 本文主要考察了在壳聚糖主链上引入亲水性丙烯酰胺支链的壳聚糖-丙烯酰胺接枝共聚物(GPAM)的溶液性质及流变行为，取得的主要研究成果有: 1.考察了GPAM溶液稳定性和缔合体的形成，发现与壳聚糖相比GPAM的水溶性明显改善。在弱酸环境下，GPAM溶液表现出较好的剪切稳定性以及低温稳定性。 2.研究了GPAM溶液的热增黏现象及其分子机理。GPAM水溶液在醋酸(HAc)存在下表现出不可逆的热增黏现象。通过流变测试以及动态光散射(DLS)测试，确定了在升温过程中，HAc诱导了体系中大尺寸缔合体的形成，导致热增黏发生。从分子结构的角度考虑，HAc的存在会导致升温过程中，-NH2的质子化速度明显加快，改变了分子链的亲水性和静电排斥作用，导致了大尺寸缔合体的形成。 3.系统考察了GPAM的浓度以及接枝率、剪切力、酸种类对GPAM热增黏的影响，揭示了影响GPAM热增黏行为临界浓度和转变温度的因素。随着GPAM浓度的降低、剪切力的增大以及强酸环境下不利于大尺寸缔合体的形成和稳定存在，进一步的会导致热增黏现象减弱甚至消失。 4.初步考察了二元体系GPAM/β-CD和CS/β-CD流变行为。两者均出现剪切诱导增黏现象，且这一现象与组成密切相关，可通过β-CD浓度对其剪切诱导增黏行为进行调节。 GPAM溶液的热增黏现象，为制备基于壳聚糖衍生物的功能材料以及水凝胶提供了新的思路和方法。基于其分子机理的理解可以扩展到类似体系中去，为制备基于热增黏的高分子流变调节剂和调剖剂提供了新的途径。此外，通过和β-CD复合，GPAM和CS两种二元体系表现出独特的剪切诱导增黏现象，为今后研究多糖类的研究提供了一种新的可能。

目录

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论文说明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 聚电解质溶液研究现状

1．2．1 聚电解质溶液基础理论

1．2．2 聚电解质溶液研究方法

1．2．3 缔合型聚电解质溶液

1．3 壳聚糖及其研究现状

1．3．1 壳聚糖的结构

1．3．2 壳聚糖溶液性质研究

1．3．3 壳聚糖衍生物以及复合物研究

1．4 商分子的热增黏行为

1．4．1 改性高分子热增黏行为

1．4．2 缔合型商分子热增黏行为

1．4．3 复合型高分子的热增黏行为

1．5 课题的提出

1．6 研究内容

第二章 GPAM溶液性质

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验原料

2．2．2 壳聚糖和GPAM的制备

2．2．3 壳聚糖和GPAM的表征

2．2．4 流变测试

2．2．5 动态光散射和紫外-可见光测试

2．3 结果与讨论

2．3．1 壳聚糖和GPAM分子结构

2．3．2 GPAM溶液性质

2．4 本章小结

第三章 GPAM溶液热增黏行为和机理研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验原料

3．2．2 GPAM样品制备和表征

3．2．3 流变测试以及测试样品的制备

3．2．4 动态光散射测试

3．3．1 热增黏行为

3．3．2 热增黏机理

3．3．3 GPAM热增黏行为的影响因素

3．4 本章小结

第四章 二元复合体系流变行为研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验原料

4．2．2 GPAM的制备

4．2．3 壳聚糖和GPAM的表征

4．2．4 流交测试

4．2．5 样品制备

4．3．1 二元体系流变行为研究

4．4 本章小结

第五章 总结论与展望

5．1 总结论

5．2 创新点

5．3 不足和展望

参考文献

攻读硕士学位期间科研成果

作者简介