【摘 要】
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本论文探讨了环氧硅氧烷与胶原多肽接枝反应的规律及反应动力学。环氧硅氧烷具有强疏水性、超柔韧性和低表面能,将环氧硅氧烷接枝到多肽分子上,结合多肽分子的优异成膜性和填充性,可以制备性能更加优异的新型高分子材料。乳化环氧硅氧烷,降低界面张力是促使环氧硅氧烷与多肽反应的有效途径。本论文研究了环氧硅氧烷乳液的制备方法,探讨了乳化条件、超声分散条件对乳胶粒尺寸的影响,发现了反应温度、时间、pH、物料配比、多肽
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本论文探讨了环氧硅氧烷与胶原多肽接枝反应的规律及反应动力学。环氧硅氧烷具有强疏水性、超柔韧性和低表面能,将环氧硅氧烷接枝到多肽分子上,结合多肽分子的优异成膜性和填充性,可以制备性能更加优异的新型高分子材料。乳化环氧硅氧烷,降低界面张力是促使环氧硅氧烷与多肽反应的有效途径。本论文研究了环氧硅氧烷乳液的制备方法,探讨了乳化条件、超声分散条件对乳胶粒尺寸的影响,发现了反应温度、时间、pH、物料配比、多肽浓度对伯氨基转化率的影响规律,并研究了二者的反应动力学。获得如下结果:（1）乳胶粒尺寸影响伯氨基转化率。结合反相乳化和超声分散方法制备了粒径分散度在0.104～0.450范围,粒径分布分别为20～70 nm、100～300 nm、～1000nm的环氧硅氧烷乳胶粒。乳化剂用量、水的滴加速度、超声功率、超声温度对乳胶粒粒径及粒径分布有主要影响,最终确定最佳乳化条件为:Mw（环氧硅氧烷）为1000的条件下,环氧硅氧烷（PDMS-E）与十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、十二烷基硫酸钠（SDS）、十六醇的摩尔比为1:0.731:0.3507:0.845,pH为3.75,水滴加速度为31.25μL·min-1;超声分散仪器的优化设置参数为:超声功率100 W、超声时间2.5 min、低温循环水浴温度为2℃。（2）实验结果表明:乳胶粒粒径越大,伯氨基转化率越高;确定其他条件不变时,环氧硅氧烷与多肽的物料摩尔配比从0.1:1.0增加到0.8:1.0,伯氨基转化率从17%增加到54.67%,物料摩尔配比继续增加到1.0:1.0时,转化率反而下降到32%;温度从40℃增加到50℃,伯氨基转化率从32%增加到47%,温度增加到55℃时,转化率又降为45%;反应时间为14 h时,反应转化率达到最大（55%）;胶原多肽浓度从1.5%增加到5%,伯氨基转化率从25%增加到39%,继续增加胶原多肽浓度,转化率反而下降;反应pH从7增加到10,伯氨基转化率从20%增加到42%,pH增加到11时,伯氨基转化率下降到37%。通过正交试验获得反应的优化条件为:胶原多肽浓度5 wt%,pH为10.0,温度50℃,Mw=999的PDMS-E/胶原多肽物料摩尔配比0.8:1.0,反应时间14 h。（3）以Mw=999的环氧硅氧烷为原料,动力学研究结果表明,环氧硅氧烷与多肽的反应符合二级反应规律。确定其他条件不变时,随着环氧硅氧烷与多肽的物料摩尔配比从0.2:1.0增加到0.4:1.0,反应速率快速增加;摩尔配比从0.4:1.0增加到0.8:1.0,反应速率增加变缓;摩尔配比从0.8:1.0增加到1.0:1.0,反应速率呈现负增加。反应温度从40℃增加到45℃,反应速率快速增加;温度从45℃增加到50℃,反应速率增加的程度变小;温度从50℃增加到55℃,反应速率增加的程度变得平缓。确定反应程度大且反应速率快的区间范围为:PDMS-E/胶原多肽=0.6:1.0～0.8:1.0（mol:mol）,温度50℃～55℃。以阿伦尼乌斯方程与艾伦方程计算了表观活化能Ea、活化焓、以及活化熵,其数值分别为38.19 k J/mol、35.01 k J/mol、-181.50 J·mol-1·K-1,说明该反应过程中活化能增加且熵值减小。
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