本科论文---水凝胶的合成与表征

胶原多肽/聚丙烯酸物理水凝胶的合成与表征目录摘要...............................................1第一章绪论......................................31．1水凝胶的基本性质.....................................31.1.1胶原多肽水凝胶概述..................................41.1.2聚丙烯酸水凝胶概述..................................41.2水凝胶的分类.........................................41.2.1智能水凝胶.........................................41.2.2磁性水凝胶.........................................61.2.3聚合物水凝胶.......................................71.3水凝胶的应用.........................................71.3.1水凝胶在农林业的应用................................81.3.2水凝胶在工业上的应用................................81.3.3水凝胶在组织工程中的应用............................81.4水凝胶的研究和发展趋势................................91.5展望.................................................9第二章胶原多肽/聚丙烯酸水凝胶的合成和表征......102.1水凝胶的合成与表征...................................102.1.1单体聚合并交联.....................................102.1.2聚合物交联........................................102.1.3载体的接枝共聚.....................................112.2水凝胶的性质研究.....................................112.2.1溶胀-收缩行为(凝胶状态方程)........................112.2.2力学性能..........................................112.3水凝胶性质的影响因素.................................122.3.1共聚单体的组成.....................................122.3.2交联密度的影响.....................................122.3.3合成条件的影响.....................................132.4胶原多肽水凝胶的合成.................................132.4.1实验材料..........................................132.4.2合成方法..........................................132.5聚丙烯酸水凝胶的合成.................................142.5.1试剂..............................................142.5.2聚丙烯酸水凝胶的合成原理...........................142.5.3聚丙烯酸水凝胶的合成...............................142.6聚丙烯酸水凝胶的表征.................................142.6.1含水率的测定......................................142.6.2吸水速率..........................................152.6.3在不同电解质中的吸液倍率...........................152.6.4吸水速率..........................................152.6.5保水能力..........................................152.6.6对盐溶液的应答性...................................162.6.7接枝率............................................162.6.8性能测试..........................................162.7胶原多肽水凝胶的表征.................................162.7.1表征测试方法......................................162.7.2实验结果与讨论.....................................172.7.3小结..............................................21参考文献.............................................21致谢...............................................23山东轻工业学院2012届本科生毕业设计（论文）1摘要本文对胶原多肽∕聚丙烯酸水凝胶的合成与表征进行了综述，水凝胶的吸盐倍率、吸水速率、保水能力等各项性能均较好。凝胶吸液性能是衡量其性能的最主要指标，为了提高吸液倍率，进行了各种不同条件的研究，通过吸水原理与各种合成方法的简介，对其中一种方法进行侧重说明。并且还对水凝胶进行了表征，如在不同温度下的保水性、吸水速率、不同pH下的吸液比较、吸水凝胶对盐水的应答性等，结果表明具有较好的保水性，接枝率较高，吸水速率较快。为了检验所得产物，本文通过傅立叶红外光谱仪分析了其结构。IR分析表明，为一种均一性聚合物，并非简单的加和。水凝胶具有一定的生物降解性，属于环境友好材料。关键词：胶原多肽聚丙烯酸合成与表征保水性ABSTRACTInthispaper,thecollagenpeptide/polyacrylicacidwaterofthesynthesisandcharacterizationofgelwassummarized,theabsorptionrateofsaltwatergel,bibulousrate,abilitytoholdmoistureandsooneachperformancewerewell.Geltoabsorbfluidperformanceismeasuredthepropertiesofthemostmainindex,inordertoimprovetherateofabsorbfluid,thevariousdifferentconditionsoftheresearch,throughthewaterabsorptionprincipleandthemethodofsynthesisofintroduction,tooneofthemethodsthatarefocusingon.Andalsotogeltocharacterize,suchasdifferenttemperature,bibulousrate,thewaterunderdifferentsaltabsorbfluidcomparison,bibulousgelofbrineresponsesex,theresultindicatesthatithasbettertheabilityinswimming,graftingrateishigher,bibulousratefaster.Inordertotesttheproducts,thisarticlethroughtheFourierinfraredspectrometer,analyzesitsstructure.IRanalysisshowsthat,forauniformitypolymer,notsimpleadditionand.Watergelhascertainbiodegradation,belongstotheenvironmentfriendlymaterials.山东轻工业学院2012届本科生毕业设计（论文）2Keywords:collagenpeptide/polyacrylicacidwatergel;Synthesisandcharacterized;Thewater山东轻工业学院2012届本科生毕业设计（论文）3第一章绪论1．1水凝胶的基本性质水凝胶（Hydrogel）是以水为分散介质的凝胶。具有网状交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团和亲水残基，亲水残基与水分子结合，将水分子连接在网状内部，而疏水残基遇水膨胀的交联聚合物。是一种高分子网络体系，性质柔软，能保持一定的形状，能吸收大量的水。图1-1水凝胶网络示意图水凝胶有各种分类方法,根据水凝胶网络键合的不同,可分为物理凝胶和化学凝胶。物理凝胶是通过物理作用力如静电作用、氢键、链的缠绕等形成的,这种凝胶是非永久性的,通过加热凝胶可转变为溶液,所以也被称为假凝胶或热可逆凝胶。许多天然高分子在常温下呈稳定的凝胶态,如k2型角叉菜胶、琼脂[1]等在合成聚合物中,聚乙烯醇(PVA)是一典型的例子,经过冰冻-融化处理,可得到在60℃以下稳定的水凝胶[2]。化学凝胶是由化学键交联形成的三维网络聚合物,是永久性的,又称为真凝胶。据水凝胶对外界刺激的响应情况可分为传统的水凝胶和环境敏感的水凝胶两大类。传统的水凝胶对环境的变化如温度或pH等的变化不敏感，而环境敏感的水凝胶是指自身能感知外界环境(如激光、pH、光、电、压力等)微小的变化或刺激，并能产生相应的物理结构和化学性质变化甚至突变的一类高分子凝胶。此类凝胶的突出特点是在对环境的响应过程中其溶胀行为有显著的变化，利用这种刺激响应特性可将其用做传感器、控释开关等，这是1985年以来研究者最感兴趣的课题之一。根据水凝胶大小形状的不同,有宏观凝胶与微观凝胶(微球)之分,根据形状的不同宏观凝胶又可分为柱状、多孔海绵状、纤维状、膜状、球状等,目前合成山东轻工业学院2012届本科生毕业设计（论文）4的微球有微米级及纳米级之分。根据合成材料的不同,水凝胶又分为合成高分子水凝胶和天然高分子水凝胶。天然的亲水性高分子包括多糖类（淀粉、纤维素、海藻酸、透明质酸，壳聚糖等）和多肽类（胶原、聚L-赖氨酸、聚L-谷胺酸等）。合成的亲水高分子包括聚乙烯、醇、丙烯酸及其衍生物类（聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸，聚丙烯酰胺，聚N-聚代丙烯酰胺等）。天然高分子由于具有更好的生物相容性、对环境的敏感性以及丰富的来源、低廉的价格,因而正在引起越来越多学者的重视。但是天然高分子材料稳定性较差,易降解,近几年不少学者开始了天然高分子与合成高分子共混合成水凝胶的研究工作,这将是今后的一大重要课题。1.1.1胶原多肽水凝胶概述胶原多肽亦称水解明胶，是胶原或明胶经蛋白酶等降解处理后的多肽混合物，其分子量在500-20000Da之间，蛋白含量达90%以上,水溶性强,粘度低，氨基酸组成与明胶基本相同，人体消化吸收率为100%。研究表明，胶原多肽具有提高骨骼强度、抗高血压、保护胃粘膜、抗衰老和美容护肤等生理功能，可广泛应