為提高天然多糖瓜爾膠的附加價值,拓寬其應(yīng)用范圍,本研究制備出一系列瓜爾膠-聚（N-異丙基丙烯酰胺）（GG-PNIPAM）復(fù)合水凝膠;通過傅里葉紅外光譜儀（FTIR）、掃描電子顯微鏡（SEM）、差示掃描量熱法（DSC）、紫外-可見分光光度計（UV-Vis）、熱失重分析（TGA）、質(zhì)構(gòu)儀、萬能試驗機等對其結(jié)構(gòu)與性能進行了表征。通過溶脹度實驗及數(shù)學模型探討分析一系列樣品的溶脹能力;通過研究瓜爾膠凝膠溫度響應(yīng)形變、可塑性以及藥物控釋能力來探索其應(yīng)用。研究結(jié)果包括以下幾個方面:（1）瓜爾膠上成功接枝了N-異丙基丙烯酰胺（NIPAM）和N-（3-二甲氨基丙基）甲基丙烯酰胺（DMAPMA）,在65℃水中的GG-PNIPAM復(fù)合水凝膠外觀由透明變?yōu)榘咨煌该鳡顟B(tài)。隨著NIPAM物質(zhì)的量百分比增加使得GG-PNIPAM水凝膠20℃時平衡溶脹率與60℃時平衡溶脹率之差由284%增加至3977%以及60℃時的吸光度增加。水凝膠樣品G_0.5M₂N₇₀、G_0.5M₂N₇₅、G

【文章來源】：北京林業(yè)大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

瓜爾膠的分子結(jié)構(gòu)式Figure1.1Themolecularstructureofguargum

溫敏瓜爾膠水凝膠的制備與性能研究163.2GG-PNIPAM復(fù)合水凝膠形成及表征3.2.1GG-PNIPAM復(fù)合水凝膠制備瓜爾膠因有很多優(yōu)良特性被廣泛使用，但其不可控的水合速率、生物降解速度快以及對細菌污染的敏感性限制了它的應(yīng)用領(lǐng)域。為改善GG理化性質(zhì)必須對其進行化學修飾，表面改性、接枝以及形成雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是GG普遍的化學修飾方法。Palem等人（2020）已經(jīng)開發(fā)了一種雙敏感的復(fù)合水凝膠網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)由瓜爾豆膠接枝聚丙烯酰胺基乙醇酸加入硼氫化鈉制成，可通過快速簡便的還原反應(yīng)誘導(dǎo)銀核的交聯(lián)和生長。Kajjari等人（2012）報道了藻酸鈉和聚（N-異丙基丙烯酰胺）接枝GG的新型pH響應(yīng)和熱響應(yīng)性混合水凝膠微球的制備。Jalababu等人（2020）將N-丙烯�；�-L-苯丙氨酸氨基酸和瓜爾膠聚合物通過自由基聚合合成氨基酸接枝共聚物。然后采用接枝共聚物、N-異丙基丙烯酰胺和甲基丙烯酸2-（二甲胺）乙酯通過自由基交聯(lián)聚合反應(yīng)合成雙響應(yīng)（pH和溫度）水凝膠。圖3.1GG接枝共聚示意圖Figure3.1SchematicdiagramofGGgraftcopolymerization(NH4)2S2O8（APS）

GG-PNIPAM復(fù)合水凝膠在智能材料及藥物控釋領(lǐng)域的應(yīng)用17實驗利用丙烯酰胺類單體對天然高分子聚合物GG進行改性。當GG溶液濃度過高時會造成溶液過于黏稠導(dǎo)致后續(xù)反應(yīng)時間過長，因此GG溶液濃度定為0.5%。先向GG溶液中加入NIPAM和DMAPMA，充分攪拌后加入MBA，待MBA全部溶解再加入蒙脫土繼續(xù)攪拌。在實驗中觀察到，若在室溫下加入APS會導(dǎo)致部分溶液顏色變成不透明的白色而且無法形成凝膠。因此最后要在冰浴條件下加入APS和加速劑。本實驗在瓜爾膠上通過添加MBA接枝了NIPAM和DMAPMA，圖3.1展示了GG接枝共聚反應(yīng)原理（Jalababuetal.，2020）。最終成功制備了GG-PNIPAM水凝膠，結(jié)構(gòu)示意圖見圖3.2。圖3.2GG-PNIPAM水凝膠結(jié)構(gòu)圖例Figure3.2LegendofGG-PNIPAMhydrogelstructure3.2.2G0.5M0N95水凝膠宏觀形貌

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種通過取向聚合物網(wǎng)絡(luò)提高驅(qū)動性能的各向異性納米復(fù)合水凝膠（英文）[J]. 唐萍,嚴昊,陳列,吳青山,趙天藝,李書宏,高海南,劉明杰.  Science China Materials. 2020(05)
[2]溫敏型聚合物PNIPAM的改性及應(yīng)用研究進展[J]. 呂青蕓,沈勇,王黎明,徐麗慧.  合成化學. 2019(05)
[3]溫度響應(yīng)彎曲變形水凝膠的制備及性能[J]. 邵葳,王金榮.  石油化工. 2018(05)
[4]瓜爾膠改性粘合劑的制備工藝[J]. 吳曉飛,關(guān)晉平,陳國強.  印染助劑. 2018(04)
[5]Role of hydrogen bonding in solubility of poly（N-isopropylacrylamide） brushes in sodium halide solutions[J]. 趙新軍,高志福.  Chinese Physics B. 2016(07)
[6]瓜爾膠的改性及其在造紙工業(yè)中的應(yīng)用[J]. 申冉,陳威.  造紙化學品. 2015 (02)
[7]雙網(wǎng)絡(luò)POSS/羧甲基纖維素/PNIPAm雜化水凝膠的制備和性能研究[J]. 劉紅霞,張麗華,譚玉園,韋春,呂建,余傳柏.  高分子學報. 2013(12)
[8]交聯(lián)劑對多孔水凝膠形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響[J]. 楚暉娟,徐帥,魏宏亮,巴寧寧,王國峰.  中州大學學報. 2013(05)
[9]高強度雙網(wǎng)絡(luò)高分子水凝膠:性能、進展及展望[J]. 陳詠梅,董坤,劉振齊,徐峰.  中國科學:技術(shù)科學. 2012(08)
[10]瓜爾膠的改性及其透光性能研究[J]. 李聰暖,羅儒顯.  廣東化工. 2012(07)

博士論文
[1]糖組分智能水凝膠的制備及其性能研究[D]. 魏威.南京理工大學 2017
[2]聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變行為的分子動力學模擬研究[D]. 謝士杰.吉林大學 2015
[3]壓裂用瓜爾膠的改性及性能研究[D]. 陳鋒.中國礦業(yè)大學（北京） 2015

碩士論文
[1]P（MAGEL-NIPAAm）水凝膠制備與溶脹動力學研究[D]. 隋美玉.青島科技大學 2019
[2]近紅外光譜法對溫敏性水凝膠相轉(zhuǎn)變機理的研究[D]. 王宇璐.北京化工大學 2018
[3]聚氨酯基形狀記憶聚合物的制備與性能研究[D]. 李偉偉.新疆大學 2017
[4]瓜爾膠的改性、共混及其應(yīng)用研究[D]. 黎麗華.武漢大學 2004



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