天然多糖复合材料的制备与性能研究

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天然多糖是由醛糖和(或)酮糖通过糖苷键连接而成的聚合物,是生物高分子家族中除了蛋白质、核酸以外的重要的成员,其在自然界中蕴藏丰富,种类繁多。由于具有无毒副作用,易降解,优良的血液相容性、组织相容性及免疫性等生物相容性,因此,自20世纪70年代以来,国内外形成了对多糖及多糖衍生物材料研究热潮,并已经确认了多糖具有增强机体免疫力、降血糖、降血脂、抗肿瘤、抗凝血等多方面的生理功能。   正因为多糖具有如此全面的生物活性,使得多糖及多糖衍生物材料在医药、食品、生态环境、化妆品方面得到了广泛的关注和应用。   但是用单一组分多糖制备而成的材料存在着机械强度不够或生物相容性不佳或生产成本较高等问题,因而限制了其在医学领域的应用。因此,本文通过共混、化学改性等技术手段将上述物质的优势集成,从而获得综合性能较为理想的新型复合改性材料,这样就具有重要的现实意义。   本文主要研究内容如下:   1.以海藻酸钠为主要原料,分别向其复合羟丙基壳聚糖(HPCS)以及羧甲基卡拉胶(CMKC),并引入纳米银,以溶液纺丝法制备得到海藻酸钠基复合纤维,并通过红外、X衍射以及扫描电镜等技术手段表征发现,两种组分分子间具有较强的相互作用,具有良好的相容性。通过研究羟丙基壳聚糖以及羧甲基卡拉胶的加入量对共混纤维机械性能及吸水率的影响可知,当HPCS占共混纤维含量为30%时,共混纤维干、湿态抗张强度均达到最大,分别为13.29cN/tex(干态)和2.51cN/tex(湿态),干、湿态断裂伸长率也达到最大值,分别为24.1%和42.5%。但随着HPCS含量的增加,共混纤维吸水率显著提高,当HPCS占70%时,吸水率高达566%。而在羧甲基卡拉胶/海藻酸钠共混纤维中,当羧甲基卡拉胶的含量为30%时,共混纤维干、湿态抗张强度及干、湿态断裂伸长率均达到最大值,分别为:抗张强度13.20cN/tex(干态)、2.36cN/tex(湿态);断裂伸长率:23.3%及41.1%,随着CMKC含量的增加,共混纤维吸水率也显著提高,当CMKC含量占70%时,吸水率高达560%。纳米银的加入对金黄色葡萄球菌抗菌性明显,但对共混纤维性能影响均不大。   2.通过以明胶为主要原料制备纯明胶海绵,并通过引入羧甲基壳聚糖、羧甲基卡拉胶以及羧甲基纤维素钠制备得到明胶复合海绵。并利用红外、X衍射以及扫描电镜等技术手段进行技术表征,结果表明二组分分子间存在一定的相互作用力,表明二者具有良好的相容性;随着羧甲基壳聚糖、羧甲基卡拉胶以及羧甲基纤维素钠的含量的增加,复合海绵吸水率以及拉伸强度以及断裂伸长率均增加,从而进一步说明了二组分分子间产生了一定的相互作用。   3.通过以羧甲基纤维素钠为主要原料,分别通过引入羟丙基壳聚糖、羧甲基卡拉胶制备得到羧甲基纤维素钠共混膜。通过红外、X衍射以及扫描电镜等技术表征手段表明二组分分子间存在一定的相互作用力,表明二者具有良好的相容性;力学测试及溶胀度测试结果表明,复合膜力学性能以及溶胀度受羟丙基壳聚糖以及羧甲基卡拉胶含量的影响,从而也进一步说明了二组分分子间存在着一定的相互作用。
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