O-羧甲基壳聚糖/羧甲基纤维素复合水凝胶的制备及其性能研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

基于生物材料研究的现状及未来的发展,新型材料的设计、合成与功能化都需要进行精准控制,并由此赋予了天然高分子材料许多新的功能。天然高分子基亲水性聚合物大多对水分子都具有较高的亲和力,基于分子间的化学或物理交联形成的网状结构不会被溶解,水分子可以进一步渗透到聚合物网络的分子链间,使其溶胀而形成水凝胶。部分水凝胶基于其较高的水分含量及生物相容性在生物应用方面具有很大的吸引力。

水凝胶作为在水中能够溶胀并保持大量水分而又不能溶解的交联聚合物,分子能够在水凝胶中扩散。水凝胶具有良好的生物相容性,它能够感知外界刺激的微小变化,如温度、pH值、离子强度、电场、磁场等,并能够对刺激发生敏感性的响应,常通过体积的溶胀或收缩来实现。水凝胶的这一特点使它在生物医学领域、记忆元件开关、生物酶的固定、农业中的保水抗旱等方面有广泛的应用前景。

水凝胶的种类多种多样,可以根据不同的方式对其分类。根据水凝胶制备原料的来源,将水凝胶分为天然高分子水凝胶、人工合成水凝胶和杂化水凝胶三大类。天然高分子类水凝胶合成的原材料主要分为蛋白类和多糖类。常见的蛋白水凝胶原料如胶原蛋白和明胶,多糖类水凝胶原料例如纤维素,壳聚糖,海藻酸钠,这类高分子水凝胶具有原料来源广泛,价格较为低廉,生物相容性较为良好,可降解性强等优点,但是机械性能不太理想。根据水凝胶的三维交联网络键合方式的差异,水凝胶可以被分类为物理水凝胶,化学水凝胶。化学水凝胶在聚合物链之间通过化学键形成稳定的三维网络。物理水凝胶是通过物理的作用,例如静电作用,氢键作用或链的缠绕等方式形成的水凝胶,它是一种非永久性的假凝胶。在加热条件下就会发生可逆性转变。

O-羧甲基壳聚糖作为壳聚糖的衍生物,具有比壳聚糖更优良的特性。在环保、印染、食品、医药和生物保健品等领域很有发展潜力。

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