聚乙烯醇/淀粉/羧甲基纤维素复合水凝胶的制备及性能开题报告

全文总字数：1839字

1. 研究目的与意义

传统的合成高分子水凝胶不具备生物相容性且很难能生物降解而限制了其应用。

以天然高分子羧甲基纤维素、淀粉及亲水性合成高分子聚乙烯醇为原料制备复合水凝胶材料，能有效改善水凝胶的生物相容性及生物降解性能。

研究目的:水凝胶材料在医学上有着广泛的应用，本文通过控制变量法探索聚乙烯醇/淀粉/羧甲基纤维素水凝胶材料的配方以及通过改变硫酸用量控制羧甲基纤维素的羧基数以控制实验样品的交联度，寻找到合适的聚合物配比以及合适的交联度，以达到合适的吸水、吸盐水率和适当的力学性能。

2. 国内外研究现状分析

潘育松等针对pva水凝胶作为骨关节修复材料而研究了pva水凝胶的力学性能、溶胀特性及制备工艺条件对pva水凝胶力学性能和溶胀性能的影响，他们通过高温溶解pva，然后在-20℃下急冷，然后在室温解冻，经冷冻解冻循环，由冷冻解冻循环次数不同制得不同的水凝胶。

关静等参照kyoungran park等的研究通过冷冻解冻循环的制备方法制得pva水凝胶并研究得到了冷冻解冻循环次数明显影响pva水凝胶烧伤敷料的凝胶分率、溶胀度的结论，最后提出pva溶液经上述3-5次冷冻解冻循环，可得到质量相对稳定的水凝胶烧伤敷料。

袁怀波等利用乙酸酐在二甲基氨基吡啶为催化剂对红薯淀粉进行酯化制备淀粉水凝胶，并研究了淀粉水凝胶羧甲基取代度及吸水特性，最后的出结论：取代度为0.25时具有良好的吸水特性，透明度也较为优异。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：基于前人的研究，本文将pva、淀粉和羧甲基纤维素三者以共价键与物理交联共存的交联方式制备一种新型的水凝胶 ，探索其最优聚合物配比及最优化学交联度，研究其力学性能、保水性能及生物降解能力。

研究计划：取一定量pva样品，以蒸馏水配置为不同浓度的pva水溶液，恒温水浴加热至90℃、搅拌加热1.5h左右，使其完全溶解；取一定量淀粉溶解于上述溶液中，搅拌均匀后加入适量羧甲基纤维素钠，充分搅拌溶解混合均匀，加入适量mgcl2，搅拌后倒入塑料盆中，在室温下挥发去水分，将盆中的膜转移到烘箱中使之发生酯化反应。

我们通过文献和导师的经验确定聚合物配比为聚乙烯醇:淀粉:羧甲基纤维素钠＝1:1.5:2.5（质量比），通过改变硫酸的用量控制交联度，制备出交联度为2.5％、5％、10％、15％、20％的水凝胶样品，然后进行红外检测，判定其的交联为物理还是化学，然后将其在蒸馏水、生理盐水中浸泡，测其膨润性，最后测定其力学性能。

4. 研究创新点

以天然高分子羧甲基纤维素、淀粉及亲水性合成高分子聚乙烯醇为原料制备复合水凝胶材料，能有效改善水凝胶的生物相容性及生物降解性能。

水凝胶材料在医学上有着广泛的应用，本文第一次将聚乙烯醇、淀粉、羧甲基纤维素三者共同作用制备水凝胶，探索其聚合物配比及合适的交联度。

此三者合成的水凝胶有望表现出优异的生物相容性、吸水性、吸盐水性，以及合适的力学性能，将来可能用于制备医用水凝胶辅料及其他生物医学材料。