功能性羧甲基纖維素/殼聚糖復(fù)合材料的制備及性能的研究

【摘要】： 殼聚糖和羧甲基纖維素為原料,用環(huán)氧氯丙烷作為交聯(lián)劑,制備了pH敏感型的羧甲基纖維/殼聚糖(CMC/CS)互穿網(wǎng)絡(luò)凝膠。采用紅外光譜(FT-IR)、溶脹行為測(cè)試、吸附性能測(cè)試,對(duì)這種復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和特性進(jìn)行了表征。用紅外光譜進(jìn)行分析,對(duì)交聯(lián)機(jī)理進(jìn)行了闡述:環(huán)氧氯丙烷在酸性條件下開環(huán),并與羧甲基纖維素上的羥基以及殼聚糖分子上的氨基和羥基進(jìn)行了結(jié)合,產(chǎn)生了交聯(lián),該反應(yīng)機(jī)理符合環(huán)氧氯丙烷與氨基化合物交聯(lián)反應(yīng)的機(jī)理。羧甲基纖維素/殼聚糖互穿網(wǎng)絡(luò)凝膠擁有能夠根據(jù)外界pH環(huán)境迅速改變?nèi)苊浶袨榈膒H敏感性和溶脹可逆性,羧甲基纖維素、殼聚糖質(zhì)量的配比對(duì)凝膠的溶脹性和pH響應(yīng)性都有顯著的影響。通過靜態(tài)吸附試驗(yàn),運(yùn)用吸附動(dòng)力學(xué)以及Langmuir和Freundlich等溫方程等,研究了凝膠對(duì)亞甲基藍(lán)染料的吸附行為。結(jié)果表明,在所選實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi),凝膠的吸附能力(吸附容量)受到染料初始濃度、時(shí)間、溫度顯著影響。同時(shí)在所選實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),該吸附反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,溫度升高有利于吸附過程。采用冷凍干燥技術(shù)成功制備了具有監(jiān)控傷口環(huán)境pH功能的羧甲基纖維素/殼聚糖粉體復(fù)合的海綿醫(yī)用敷料。研究了不同羧甲基纖維素、殼聚糖粉體配比對(duì)該海綿的溶脹率,孔隙率、透濕性、保水性、抗壓強(qiáng)度的影響。采用掃描電鏡(SEM)對(duì)復(fù)合多孔材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征;通過測(cè)配色儀器對(duì)用花青素上染的復(fù)合海綿敷料的pH環(huán)境監(jiān)測(cè)性能進(jìn)行了表征;通過抗菌實(shí)驗(yàn)對(duì)復(fù)合海綿抗菌性能進(jìn)行了表征,結(jié)果表明殼聚糖粉體的含量對(duì)復(fù)合海綿物理性能有顯著的影響,隨著殼聚糖粉體的增多,復(fù)合海綿的溶脹性能和保水性能略微下降,但是孔隙率、透濕性、抗壓強(qiáng)度以及抗菌性能都得到大幅提升。SEM結(jié)果表明復(fù)合海綿的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是片層狀多孔結(jié)構(gòu)。pH響應(yīng)性測(cè)試的結(jié)果表明,上染了花青素的復(fù)合海綿在所選的pH范圍內(nèi)(4~8)可以做出快速響應(yīng),隨pH升高,顏色從藍(lán)紫色漸變?yōu)榫G色,易于分辨。最終結(jié)果表明,羧甲基纖維素/殼聚糖粉體復(fù)合海綿具備優(yōu)良的敷料所具備吸水性和透氣性,同時(shí)具備一定的皮膚pH環(huán)境監(jiān)測(cè)能力和優(yōu)秀的抗菌性能,有作為智能醫(yī)用敷料的潛力。

【學(xué)位授予單位】：武漢紡織大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019

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