紫胶树脂功能泡沫材料的制备及机理研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:jql
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紫胶树脂作为一种无毒、绿色、可再生生物树脂具有优良的成膜性、防水性而广泛应用于食品和药品等行业。然而,随着科技的不断进步,人工树脂的出现,紫胶树脂因其批次差异性以及较高的的成本,其应用范围逐渐萎缩,渐渐淡出了人们的视线。但是,能源短缺、环境污染等问题又使紫胶再次回到了研究者的视线,于是如何利用紫胶树脂,或是如何提高紫胶树脂的生产附加值成为了当前的主要研究方向。本课题组在前期工作中,发现紫胶树脂具有仿“Gemini”两亲性分子结构,在一定条件下能够实现紫胶树脂的聚集,借由这种特有的聚集行为来制备功能材料即是本文的主要研究目的。本文采用冰晶模板致孔法制备多孔的紫胶树脂泡沫材料,使用三氯甲基硅烷通过化学气相沉积法进行疏水性改性,来制备疏水性紫胶树脂泡沫材料;利用明胶作为活性物质与紫胶树脂在水相中共混制备紫胶树脂/明胶复合泡沫材料作为潜在3D组织培养支架;另外针对于紫胶树脂疏水段(紫胶桐酸)在水相中的聚集行为还进行了研究,进而揭示紫胶树脂在水相中的聚集行为。主要研究内容及结论如下:(1)通过冰晶模板致孔法制备多孔紫胶树脂泡沫材料的实验结果表明,冰冻聚合温度不得高于紫胶树脂钠盐凝固点的温度(-9.748℃±0.5 ℃,约-10℃)。当温度满足该条件之后,紫胶树脂泡沫的孔隙率几乎不再受其影响,而是主要由紫胶树脂钠盐的浓度决定,且孔隙率随着其浓度的增加而快速减小;三氯甲基硅烷改性之后的紫胶树脂泡沫材料,采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、示差扫描量热仪(DSC)、热重(TG)和场发射扫描电镜(SEM)等对不同相对湿度(RH33、RH58和RH84)恒湿之后改性的紫胶树脂泡沫进行结构与性能表征,结果表明改性之后紫胶树脂泡沫内部断面上的聚硅烷纳米纤维的量,随着相对湿度增大而增加。对改性紫胶树脂泡沫的吸附性能的检测,发现可以应用于油/水分离和选择性吸油等应用领域。(2)添加明胶制备紫胶树脂/明胶复合泡沫材料,经过FT-IR、DSC、TG和SEM的检测,明胶可以和紫胶树脂制备复合多孔材料。降解结果发现,复合泡沫材料在pH=6.8的磷酸盐缓冲液中只能降解自身质量约30%的成分,但在pH=7.2的磷酸盐缓冲液中的几乎降解完全,可以作为潜在的可溶蚀降解的细胞培养支架或作药物壁材。(3)反离子与紫胶桐酸在水相中自组装、分散的实验结果与分析表明:首先,铵盐(四甲基氯化铵、四丁基氢氧化铵溶液、氯化胆碱和四丁基溴化铵)、脲、盐酸胍和1,6-己二胺的对紫胶桐酸的分散效果欠佳;乙醇胺、6-氨基-1-己醇、3-氨基-1,2-丙二醇和L-赖氨酸对紫胶桐酸的分散效果较好。此外,利用十六酸、16-羟基十六酸、12-羟基硬脂酸以及紫胶桐酸(不同羟基酸、不同羟基位置)在水相中自组装的分散实验结果说明,羟基的位置以及羟基数会影响羟基脂肪酸的聚集形态。另外,在不同温度下,反离子与羟基脂肪酸在水相中的粒径分布也有很大的差异。所以通过分散性研究发现:紫胶桐酸与反离子在水相中自组装行为的性质有作为药物载体的潜在价值。
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