论文部分内容阅读
本文研究了聚乙烯基吡咯烷酮与天然高分子产物壳聚糖的接枝共聚反应,合成了具有优越溶胀性能的水性凝胶材料。在单因素测定的基础上,用正交试验优化了工艺参数,得出了水凝胶最佳溶胀性能时的工艺条件。通过DSC测试,确定了PVP/CHI水凝胶的玻璃化转变温度和不同类型水的含量。通过FITR测试,为PVP与CHI之间的接枝共聚提供了重要的数据支持。另外,试验还测定了PVP/CHI水凝胶的各类溶胀和消溶胀动力学数据,确定了该水凝胶的溶胀和消溶胀动力学基本规律和特征。主要的内容和结果如下: 1、在单因素条件测定的基础上,做五因素四水平正交实验,正交实验结果表明,制备PVP/CHI水凝胶的最佳工艺条件是:单体配比8∶1、反应温度60℃、反应时间10h、引发剂用量3毫升(0.05Mol/L)、交联剂用量3毫升(体积比1%)。 2、通过不同配比情况下共7个样品凝胶玻璃化相转变温度的DSC测定发现,PVP凝胶的玻璃化转变温度为155℃,比普通PVP粉末的玻璃相转变温度约低20℃左右。根据水凝胶单体配比的不同,产物的玻璃相转变温度介于155℃~203℃。通过对8#试样的DSC测定,根据吸热峰面积的大小与失水量的变化成正比的关系,测定出PVP/CHI水凝胶中自由水含量为42.72%;键合水含量为43.26%;结晶水含量为14.02%。通过对12#试样在-123℃冷冻后DSC测定,试样在控制升温过程中共出现了三次晶相转变过程和一次失水吸热过程。三次晶相转变时的温度分别为0.25℃、12.53℃和53.11℃。三次晶相转变所需的热量分别为64.70J/g、164.5J/g和124.8J/g。试样的总失水量为4.4400mg。 3、通过对样品的FITR测试发现,试样反应前的红外图谱在1640cm-1附近显示了-NH2的特征峰,反应后此特征峰出现在1660cm-1附近。反应前的红外图谱在660cm-1附近出现了二取代烯烃R1CH=CHR2的特征峰,反应后,此特征峰明显消失。这些证据为烯键与-NH2的接枝共聚提供了重要的依据。 4、与PVP单组分水凝胶相对照,研究了PVP/CHI水凝胶随时间、温度、PH值、盐溶液浓度变化以及不同壳聚糖组成时的溶胀特性。通过对比实验发现,接枝共聚后的PVP/CHI水凝胶的溶胀特性均好于PVP单组分水凝胶。通过对PVP/CHI水凝胶做Lnt-LnF关系趋势线发现,该水凝胶的特征指数n均大于0.5, 广东工业大学[学硕士学位论文理旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦根据菲克溶胀动力学模型可知,PVP/CHI水凝胶的溶胀属于非菲克类型溶胀。 5、选择了四种不同单体配比和合成条件下制成的水凝胶,将其分别从PH7.O缓冲溶液中转入PHZ.O缓冲溶液和从PH10.O缓冲溶液中转入PH4.0缓冲溶液,做其不同时间下的消溶胀特性曲线,试验发现,PVP/CHI水凝胶的消溶胀时,释水速率dH/dt基本上成倒数平方关系,其消溶胀特性基本上与理论值相吻合。