壳聚糖-羧甲基纤维素水凝胶的制备开题报告

1. 研究目的与意义

随着石油资源日益匮乏与环境问题日益严重，以可再生的生物质原料替代石油基化工原料合成新型高分子材料越来越受到关注。

壳聚糖（cs）是产量仅次于纤维素的天然高分子化合物，具有无毒、容易形成凝胶以及有合适的粘弹性和热可逆性，已在医药、视频、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域得到了广泛的应用。

cs分子中含有可反应的羟基和氨基，可以与甲醛、戊二醛、环氧氯丙烷等交联剂交联制备水凝胶材料。

2. 国内外研究现状分析

壳聚糖类凝胶为物理或化学交联的网络。壳聚糖由于其分子间的氢键作用,其酸性水溶液具有一定粘度,而遇到碱性试剂,壳聚糖会立即形成凝胶,但该凝胶受环境ph影响较大,且凝胶强度不够,在水中的溶胀度也不大。通过化学交联的方法,使线性的壳聚糖链通过共价键交联变成网络结构,或是壳聚糖链通过氢键、库仑力等分子间的作用力或高分子链相互缠结等物理作用形成网络结构的超分子体系。这样一方面可以使壳聚糖分子对酸性溶液的稳定性增强,另一方面可使其对环境的刺激产生可逆响应。这类凝胶可用于制备智能凝胶或分离膜材料。目前常使用的方法有:(1)使用一些化学交联剂使其交联;(2)光照或辐射与其他高分子形成半互穿或互穿网络;(3)加入一些聚电解质通过静电作用或氢键键合,使其交联。

易国斌等以硫酸铈铵为引发剂，戊二醛为交联剂，合成了n-乙烯基吡咯烷酮（nvp）接枝壳聚糖水凝胶。当nvp/壳聚糖的质量比为6、引发剂硫酸铈铵用量为壳聚糖质量的0.4%、交联剂戊二醛用量为单体nvp质量的0.2%、聚合温度60℃和乙酸浓度10%时，nvp接枝壳聚糖反应的接枝率达到300%以上，且所得凝胶的溶胀性能较好，凝胶在40℃出现最大溶胀率，并观察到凝胶由透明转变为均匀浑浊的一级相转变现象；与聚乙烯吡咯烷酮凝胶相比，nvp价值壳聚糖水凝胶在nacl溶液中表现出反聚电解质效应；凝胶在中性或弱酸性溶液中溶胀性能较好。

yoshii等用电子束或伽马射线分别辐射多糖衍生物羧甲基纤维素（cmc）、羧甲基淀粉（cms）、羧甲基甲壳素（cm-chitin）和羧甲基壳聚糖（cm-chitosan）时发现，在高浓度糊状的水溶液中，多糖衍生物辐射交联成水凝胶，且都具有良好的溶胀性和生物降解性。羧甲基壳聚糖还表现出对埃希氏菌属的大肠杆菌有较好的抗菌性。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1、以壳聚糖（cs）和羧甲基纤维素钠（cmc）以及诺氟沙星为原料，通过氢键、配位键等物理交联方式制备水凝胶。

2、研究水凝胶的吸水溶胀性。

4. 研究创新点

水凝胶具有优良的生物相容性，抗凝血性，吸水溶胀性和良好的光学性能。在固定化酶，细胞分离，蛋白制备，缓释药物，较接触旋的制造以及人工脏器的研究中具有重要的作用。

本实验为减少化学交联剂带来的毒性，以CS和羧甲基纤维素（CMC）为原料，通过氢键、配位键等物理交联方式制备CS-CMC水凝胶，研究水凝胶的吸水溶胀性、耐酸碱性以及对药物的缓释性能。