聚氨酯/壳聚糖水凝胶的制备及性能研究开题报告

全文总字数：4734字

1. 研究目的与意义（文献综述）

壳聚糖是目前发现的唯一一种天然碱性多糖，通常由甲壳素脱乙酰反应而得。甲壳素是节肢动物外骨骼和真菌细胞壁的主要成分，在生物圈中持续存在着超过100亿吨的甲壳素。因此，壳聚糖是一种重要的绿色可再生材料。它由于其独特的结构和良好的生物相容性、生物可降解、无毒等多方面的性能，应用于水处理、生物医学、工业等领域。

水凝胶是由水溶性聚合物通过化学或物理交联而形成的亲水大分子网络，因为具有对生理环境的高度敏感性、亲水性、足够的柔韧性等特点，水凝胶成为生物医学应用的理想选择。近年来，壳聚糖基水凝胶由于其在抗菌、药物递送、伤口愈合和组织工程等领域的良好表现而受到关注并已经得到了广泛的研究，其中大部分是通过共价键连接制备的。非共价壳聚糖基水凝胶也通过离子、聚电解质、高分子间复合物、疏水缔合等相互作用制备而成，其中凝胶的形成是可逆的。然而，可逆性和自修复性共价交联壳聚糖基水凝胶的报道较少。

壳聚糖含有大量的氨基、羟基，原料丰富易得。其氨基可以与含醛基的凝胶因子形成可逆席夫碱（也称为亚胺，r’rc=n-r”；r：烷基/芳基，r′：h/烷基/芳基，r〃：壳聚糖环）制备水凝胶。壳聚糖与乙二醛、戊二醛等小分子二醛的交联直接制备水凝胶的方法已经被报道。然而，小分子二醛的毒性往往限制了这些水凝胶的药物应用。例如，乙二醛具有诱变作用，戊二醛具有神经毒性。因此，yaling zhang等人开发了聚乙二醇的双醛衍生物来解决这一毒性问题。聚乙二醇（peg）是为数不多的水溶性、无毒、生物相容性好的聚合物之一。利用对醛基苯甲酸和2000分子量聚乙二醇（peg2000）制备了醛基官能化的聚乙二醇（df-peg），然后在20℃下将df-peg的水溶液加入到酸溶解的壳聚糖溶液中，通过可逆的席夫碱(也称为亚胺，-n=ch-)键与壳聚糖交联，制备了可逆共价交联壳聚糖基水凝胶。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：通过亲水的聚乙二醇2000（peg2000）和异佛尔酮二异氰酸酯（ipdi）合成水溶性线性聚氨酯（lpu），并通过2,4-二羟基苯甲醛封端，将醛基引入水性聚氨酯。引进醛基的改性聚氨酯通过可逆的席夫碱键与壳聚糖交联，合成可逆性共价交联聚氨酯/壳聚糖水凝胶。

材料表征：通过红外光谱（ftir）、核磁共振氢谱（1h nmr）、扫描电镜（sem）、透射电镜（tem）等表征手段对合成的聚氨酯/壳聚糖水凝胶的形貌结构及元素构成进行分析。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－8周：按照设计方案，制备基于动态亚胺键的聚氨酯/壳聚糖水凝胶。

第9－11周：通过多种手段对合成的聚氨酯/壳聚糖水凝胶的形貌结构及元素构成进行分析并对其流变学性能，力学性能，溶胀性能等进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] antony r, arun t, manickam s, theodore david. a review onapplications of chitosan-based schiff bases [j]. international journal ofbiological macromolecules, 2019, 129: 615-633.

[2] xu yanshuang, li yongsan, chen qiaomei,fu lihua,tao lei,weiyen. injectable and self-healing chitosan hydrogel based on imine bonds: designand therapeutic applications [j]. international journal of molecular sciences,2018, 19(8).

[3] avci, huseyin, gergeroglu, hazal. synergistic effects ofplant extracts and polymers on structural and antibacterial properties forwound healing [j]. polymer bulletin, 2019, 76(7): 3709-3731.