高强度壳聚糖-海藻酸盐水凝胶的制备

论文总字数：16225字

摘 要

本次课题所研究的水凝胶是作为一种高分子网络体系，在吸收了很多水的同时还能保持一定的形状，由于这样的特性，最近水凝胶常用来作为新型医疗用品—伤口敷料。根据老师所研究的壳聚糖海藻酸钠水凝胶来看，利用了互穿网络来制备水凝胶，可以得到生物相容性高，价格便宜，有一定的黏度和抗菌作用。而这一复合水凝胶在作为伤口敷料的时候由于其强度差而制约了它的发展，所以如何提高水凝胶的机械强度成为本文研究的关键。基于老师所制得的水凝胶，本文采用具有天然抗菌性的壳聚糖和海藻酸钠为原料，分别加入卡拉胶和二氧化钛，通过改变卡拉胶和二氧化钛的用量来制备机械性能优异的水凝胶。该水凝胶将会改变现有水凝胶强度差的的难题，将会在伤口敷料领域有进一步的发展。

关键词：卡拉胶；高分子；水凝胶；高强度

Preparation of high strength chitosan hydrogel

Abstract

The hydrogel studied in this project is a polymer network system that absorbs a lot of water while maintaining a certain shape. Due to such characteristics, hydrogels have recently been used as a new medical product-wound dressings. According to the chitosan alginate hydrogel studied by the teacher,the interpenetrating network is used to prepare the hydrogel, which can obtain high biocompatibility, low price, certain viscosity and antibacterial effect. However, this composite hydrogel restricts its development due to its poor strength when used as a wound dressing. Therefore, how to improve the mechanical strength of hydrogel has become the key to this study. Based on the hydrogel prepared by the teacher, this paper uses natural antibacterial chitosan and sodium alginate as raw materials, respectively, adding carrageenan and titanium dioxide. And changing the amount of carrageenan and titanium dioxide to prepare hydraulically excellent hydrogel. The hydrogel will change the problem of poor strength of existing hydrogels and it will be further developed in the field of wound dressings.

Key words：Carrageenan, macromolecule, hydrogel, high strength

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 引言 1

1.1水凝胶概述 1

1.1.1水凝胶定义 1

1.1.2水凝胶的分类 1

1.2壳聚糖海藻酸钠水凝胶 2

1.2.1壳聚糖概述 2

1.2.2海藻酸钠概述 2

1.2.3壳聚糖与海藻酸钠水凝胶的原理和优缺点 3

1.3高强度水凝胶的制备方法及选择 3

1.3.1主要制备方法 3

1.3.2卡拉胶的概述 4

1.3.3纳米二氧化钛的概述 4

1.3.4高强度水凝胶制备方法的选择 5

1.4研究目的及意义 5

第二章 高强度壳聚糖水凝胶的制备 6

2.1引言 6

2.2实验材料及仪器 6

2.2.1实验材料 6

2.2.2实验仪器 7

2.3 实验步骤 7

2.3.1壳聚糖-海藻酸钠基础水凝胶的制备 7

2.3.2壳聚糖-海藻酸钠-卡拉胶复合水凝胶的制备 7

2.4本章小结 8

第三章 高强度壳聚糖水凝胶机械性能测试方法 9

3.1傅里叶变换红外光谱测试 9

3.2机械性能测试 9

3.3扫描电镜（SEM）测试 9

第四章 实验结果与讨论 10

4.1扫描电镜图分析 10

4.1.1壳聚糖-海藻酸钠水凝胶 10

4.1.2不含二氧化钛壳聚糖-海藻酸钠-卡拉胶水凝胶 10

4.1.3含二氧化钛壳聚糖-海藻酸钠-卡拉胶水凝胶 10

4.1.4不同卡拉胶浓度下壳聚糖-海藻酸钠-卡拉胶水凝胶 11

4.1.5不同二氧化钛量下壳聚糖-海藻酸钠-卡拉胶水凝胶 11

4.2傅里叶红外光谱测试分析 12

4.3旋转流变仪测试分析 13

4.3.1二氧化钛不同用量下机械性能分析 13

4.3.2卡拉胶不同用量下机械性能分析 14

第五章 总结和展望 15

5.1课题总结 15

5.2未来展望 15

致谢 16

参考文献 17

第一章 引言

1.1水凝胶概述

1.1.1水凝胶定义

水凝胶是亲水性聚合物链的网络，有时作为胶体是以水为分散介质的凝胶。亲水性聚合物链通过交联连接在一起，形成三维立体结构，如图1.1所示。由于水凝胶网络固有的交联，其结构完整性不会从高浓度的水中溶解。水凝胶是高吸水性(它们可以包含超过90%的水)的天然或合成聚合物网络^[1]。亲水性残基与水分子结合，水分子与网络相连，疏水残基与水一起膨胀。正是因为这些性质，水凝胶在生物医学材料中有着非常好的发展前景。大部分时间以来，市场上已经有了数十种水凝胶产品，其中有的用作与隐形眼镜的材料，有的用作与伤口敷料及药物载体和生物粘合剂还有的用作于填充和修复的水凝胶材料^[2]。“水凝胶”一词在文献中的首次出现是1894年。它也具有一定程度的灵活性，非常类似于天然组织，因为它们的水含量很高。作为响应性的“智能材料”，水凝胶可以封装化学体系，当外部因素如pH值的改变刺激时，可以使特定的化合物如葡萄糖释放到环境中。

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