摘 要

超支化聚合物包含独特的结构和大量的端基，导致其溶解性能好、低粘度、高反应活性等特殊性能。目前，超支化聚合物已成为高分子材料领域的新宠。壳聚糖（壳聚糖）在自然界中含量丰富，原料易得，具有良好的生物相容性、抗菌和生物降解性等，是一类极具发展前景的天然高分子材料。壳聚糖分子中存在大量的氢键作用，导致壳聚糖抗润胀、溶解性差，只能溶于稀酸和特殊的含卤素的有机溶剂中，极大地限制了壳聚糖的广泛应用。离子液体（Ionic Liquid）是一类极具应用前景的绿色溶剂，应用广泛。目前，有关天然高分子，如壳聚糖、纤维素、淀粉等在离子液体中的溶解性能及溶解机理的研究很热烈。利用离子液体作为壳聚糖衍生化的绿色溶剂已引起关注。

本课题依托端氨基超支化聚合物中丰富的端氨基，基于壳聚糖分子结构中强反应性的氨基和羟基，采用丁二酸酐将超支化聚合物交联至壳聚糖结构中,制备具有特定结构的超支化接枝壳聚糖微球，探索离子液体介质中超支化接枝壳聚糖微球的反应机理。

关键词：超支化聚合物 壳聚糖 离子液体 丁二酸酐

Preparation and research of Hyperbranched polymer （HBP） grafted chitosan microspheres

Abstract

Hyperbranched polymers have unique quasi spherical molecular structure and abundant end groups, showing high solubility, low viscosity, high reactivity and other special properties. At present, hyperbranched polymers have become a new favorite in the field of polymer materials. Chitosan （chitosan） is rich in nature, easy to obtain raw materials, good biocompatibility, antibacterial and biodegradability, and so on. It is a kind of natural polymer with great potential for development. Chitosan has a large number of hydrogen bonds, which results in the swelling resistance and poor solubility of chitosan. It can only be dissolved in dilute acids and specific halogen containing organic solvents, which greatly limits the extensive use of chitosan. Liquid （Ionic） is a kind of promising green solvent, which has been widely used. At present, the study of solubility and dissolution mechanism of natural polymers such as chitosan, cellulose and starch in ionic liquids is very hot. The use of ionic liquids as green solvents for chitosan derivatization has attracted much attention.

Relying on the abundant amino terminal amino terminated hyperbranched polymer, chitosan molecular structure of strong reactive amino and hydroxyl groups on the two, Crosslinked hyperbranched polymers were crosslinked into chitosan by using butyl two anhydride, preparation of the specific structure of the hyperbranched grafted chitosan microspheres, explore the reaction mechanism of ionic liquids in branched grafted chitosan microspheres.

Keywords: hyperbranched polymer；chitosan；ionic liquid；Butyl two anhydrid

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 前言 1

1.1 超支化聚合物 1

1.1.1 超支化聚合物概况 1

1.1.2 超支化聚合物的特性 1

1.1.3 超支化聚合物的合成方法 2

1.1.4 超支化聚合物的应用 3

1.1.5 端氨基超支化聚合物 4

1.2 壳聚糖 5

1.2.1 壳聚糖的介绍 5

1.2.2 Chitosan的化学性质 5

1.2.3 Chitosan微球的制备 7

1.2.4 Chitosan的应用 8

1.3 离子液体简介 8

1.4 论文思路 8

第二章 Chitosan在IL中的溶解性能研究 9

2.1 前言 9

2.2 实验药品与仪器 9

2.2.1 药品 9

2.2.2 仪器 10

2.3 实验过程 10

2.3.1 选取合适的IL 10

2.3.2 不同温度下Chitosan在IL中的溶解度 10

2.4 结果与分析 11

2.4.1 Chitosan在八种离子液体中的溶解度 11

2.4.2 不同温度下Chitosan在［Etmim］Ac的溶解度分析 11

第三章 端氨基超支化聚合物（HBP-NH2）接枝Chitosan微球的制备 13

3.1 前言 13

3.2 实验药品与仪器 13

3.2.1 药品 13

3.2.2 仪器 14

3.3 实验过程 14

3.3.1 四元羧酸酯的合成 14

3.3.2 HBP-NH₂的合成 15

3.3.3 HgC的合成 16

3.3.4 四元羧酸酯的¹HNMR 16

3.3.5 四元羧酸酯和HBP-NH₂的FT-IR 17

3.4 结果与分析 17

3.4.1 四元羧酸酯¹HNMR谱图分析 17

3.4.2 四元羧酸酯和HBP-NH₂红外谱图分析 18

3.5 本章小结 19

第四章 结果与讨论 20

4.1 结论 20

4.2 创新 20

4.3 思考 20

参考文献 21

致谢 24

第一章 前言

1.1 超支化聚合物

1.1.1 超支化聚合物概况

二十世纪中期，Flory^［1］提出了用ABx型单体分子间的缩聚制备HBP的可能性，但是并未引起研究者的足够重视。在这样的体系里，不一样的两个官能团会产生链的增长反应，与此同时，也不用增添保护措施。

相比较于树枝状聚合物，HBP结构相似，性质相似，合成简单，成本低。因此我们选择HBP来研究并开发。HBP的合成不用仔细的对其做分离过程，只需要将需要的原料一次性在反应釜中合成就好，但是使用该合成方法，能够HBP的生产率不足够高，从而他的支化产物却有了随机支化的特点，而且具有分布较宽的相对分子质量。但是如今人们已经注意到另一种合成HBP的方法---“准一步法”。将成核原料与部分支臂原料、催化剂反应一段时间后，再将剩余原料和催化剂加入，产率可达100%，尤其对相对分子质量分布的控制非常好^［2］。

1.1.2 超支化聚合物的特性

由于HBP非同寻常的分子构造，造成它的性能也与众不同。HBP独有的特点在于分子式相同也可以表现出不同差异的性能。

（1）反应活性高

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