论文部分内容阅读
壳聚糖与碘结合不仅可以克服传统碘的配合物如聚维酮碘、碘伏、碘酊和安尔碘等存在分散均匀性难以保证,稳定性不佳、碘易散失和保质期短等缺陷,而且还可以赋予或增强高分子材料的抗菌性能,扩大壳聚糖和碘的应用范围。本文分别合成三种高分子壳聚糖接枝衍生物,分别是季铵盐壳聚糖(HTCC)、壳聚糖/聚乙烯吡咯烷酮/甲基丙烯酸甲酯(CS/PVP/MMA)、羧甲基壳聚糖/聚乙烯吡咯烷酮/甲基丙烯酸甲酯(CMC/PVP/MMA)。将三种衍生物相应地共混制备成膜或海绵,通过红外、DSC、SEM等对它们组成和结构表征,测量其透气性、吸水性、力学性能及其对碘作用和释放研究,比较其抑菌性。本实验的主要过程及成果如下:(1)通过3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵对壳聚糖改性,制备了具有水溶性的季铵盐壳聚糖(HTCC)。红外表征表明,壳聚糖成功接入季铵盐得到季铵盐壳聚糖(HTCC),HTCC具有良好的水溶性,与聚乙烯醇(PVA)共混制备成薄膜,分别采用共混法和吸附法制备季铵盐壳聚糖/聚乙烯醇碘膜,研究了HTCC的量对HTCC/PVA共混膜的表面形态、水蒸气透过率、吸水性、力学性能和碘含量的影响。以力学性能为指标,对HTCC/PVA共混膜工艺优化,比较了不同薄膜对大肠杆菌和金色葡萄球菌的抑菌性。实验结果:XRD、DSC、光学显微镜和SEM表征均发现,碘对薄膜的结构形态有一定的影响。通过季铵盐壳聚糖共混膜工艺优化,得出1h反应时间、70o的反应温度、4mL0.25%(wt%)的戊二醛和1%(v/v)的醋酸得到的共混膜力学性能最好;碘的加入极大的提高薄膜的抑菌能力;共混碘的稳定性、分散性和抑菌性能略优于吸附碘。(2)以偶氮二异丁氰为引发剂,在N2气的保护下,将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝到壳聚糖和羧甲基壳聚糖的C2位的氨基上,得到CS/PVP/MMA和CMC/PVP/MMA。将CS/PVP/MMA和CMC/PVP/MMA与碘共混制备含碘膜,分析了薄膜的性能以及碘含量、碘的释放与抑菌性,实验结果:红外表征证明已成功接枝。通过XRD、SEM数据,可以得出PVP对碘有一定的络合能力,碘分子的结构形态发生改变,这说明碘已稳定的分散于薄膜中;透气、吸水和力学性能测试结果表明:碘分子破坏大分子间的氢键,改变大分子结构排列,提高了薄膜的物理性能;抑菌性实验证实,碘的加入极大的提高薄膜的抑菌能力。(3)前面已经分别研究壳聚糖改性产物HTCC、CS/PVP/MMA和CMC/PVP/MMA薄膜,然而薄膜和海绵的性能差异较大,于是通过冷冻干燥法成功制备HTCC和CS/PVP/MMA为核心材料的海绵,并对其透气性、吸水性保湿型以及和碘的作用做了研究。实验结果发现海绵具有非常高的透气性和吸水性,SEM表明碘能很好的分散于海绵中,抑菌性实验结果和碘的释放曲线实验结果证明,以CS/PVP/MMA为核心材料制备的含碘海绵比HTCC为核心材料制备的含碘海绵更适合作为生物医用材料的应用。