壳聚糖-丙烯酰胺共聚物的合成及性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

壳聚糖作为一种天然高分子絮凝剂，对一些废水的处理有独特的效果。但由于其分子量较低，成本较高，限制了其在水处理领域中的广泛应用。为此，人们对它进行了很多的改性研究，其中以铈离子作为引发剂，将壳聚糖与烯类单体接枝共聚以改善其絮凝性能的研究报道最多。采用较为廉价的过硫酸盐作引发剂，引发壳聚糖与烯类单体的接枝共聚以提高接枝产物的絮凝性能，对于壳聚糖改性产品在废水处理中的广泛应用具有重要的意义。

2. 国内外研究现状分析

郭保林等Ⅲ1以硝酸铈铵为引发剂，合成了具有聚丙烯酸(P从)和聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)支链的聚合物CS．g．PAA／PNIPAm。cS．g．PA_A／PNIPAm对辅酶A的控制释放可通过改变温度和pH实现。室温下，pH=9时处于控制状态，在pH=3．7时处于释放状态。在pH=9时，在LCST允许的温度变化范围内，改变温度能有效地实现控制辅酶A的释放。当温度达到35℃时开始释放，50℃基本释放完全。 Radhakumary等m1以铈(IV)离子为引发剂，在壳聚糖骨架上接枝聚醋酸乙烯酯，之后将共聚物在碱性条件下水解，得到壳聚糖接枝聚乙烯醇共聚物。两共聚物都具有良好的成膜性和机械性能，并分别具有不同的亲油亲水能力，可调节其亲水性能，适合用作不同亲水性能药物释放。可见，通过接枝共聚，改善了壳聚糖的性能，扩大了其作为药用膜的应用范围。 EL-Sherbiny等旧川以硝酸铈胺为引发剂，在壳聚糖上接枝聚乙醇二丙烯酸酯之后，以较低量的戊二醛为交联剂，制备了可生物降解且pH和温度双重敏感的水凝胶，抗癌药物5．氟尿嘧啶(5一fluorouracil)体外释药实验表明，在pH2．1比在pH7．4快得多，表明药物释放受扩散控制，而凝胶在酸性条件下比在碱性条件下更易溶胀。表明壳聚糖接枝后，具有这pH敏感和温度敏感双重特性，可用作智能给药系统。

3. 研究的基本内容与计划

本论文拟采用过硫酸按为引发剂合成壳聚糖-g-丙烯酰胺共聚物，并对接枝产物的絮凝性能进行研究。通过考察引发剂浓度、丙烯酰胺与壳聚糖的质量比、反应温度、反应时间、冰乙酸的体积分数等反应条件对产物性能的影响及其与絮凝性能的关系，获得絮凝性能提高的壳聚糖/聚丙烯酰胺复合材料和优化的制备条件。

总体要求如下：

1．通过查阅文献，了解该领域国内外的研究进展。拟定实验研究方案。

4. 研究创新点

壳聚糖广泛存在于节肢动物虾、蟹和昆虫的外壳, 贝类、软体动物的外壳和软骨中, 是地球上仅次于植物纤维的第二大生物资源。壳聚糖在酸性溶液中显示出良好的络合性和絮凝性, 所以在废水处理中用作重金属离子络合剂及絮凝剂具有独特优势。但是, 壳聚糖存在水溶性差、相对分子质量小、架桥能力差等不足, 限制了它们的应

用。目前, 通常利用壳聚糖分子链上活性的) NH2和) OH对其进行改性, 扩展其应用范围。本研究以硝酸铈铵为引发剂, 使壳聚糖与丙烯酰胺进行接枝共聚反应, 得到壳聚糖/ 丙烯酰胺接枝共聚物, 即改性壳聚糖衍生物(CAM) , 并将其应用于废水的除浊脱色及COD去除。