壳聚糖与丙烯酸酯类接枝聚合物的合成及性能研究

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壳聚糖是一种来源丰富的天然高分子,具有独特的化学结构,无毒无害、良好的生物相容性、生物降解性和生物活性。但是由于分子间的氢键相互作用,其具有难融难溶的性质,大大限制了壳聚糖这一天然资源的有效利用,接枝改性是改善壳聚糖性能的有效途径。本论文对壳聚糖结构、性能进行了总结归纳,介绍了壳聚糖的应用情况以及研究进展。主要研究内容是使用丙烯酸酯类单体:丙烯酸甲酯(MA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)对壳聚糖进行接枝改性。分别使用硝酸铈铵和过硫酸铵-硫代硫酸钠为引发剂,乙酸水溶液为溶剂。讨论了壳聚糖浓度、引发剂用量、单体用量、反应时间、反应温度等因素对接枝效率和接枝率的影响。采用了红外光谱、X射线衍射等对接枝产物进行了测试表征。采用了热重分析法(TGA)和差式扫描量热法(DSC)对接枝产物进行热分析。结果表明:(1)丙烯酸酯类单体能够成功地接枝到壳聚糖分子主链上。(2)通过对壳聚糖与丙烯酸甲酯(MA)接枝反应的研究,采用硝酸铈铵为引发剂,得出不同反应条件对接枝反应的影响规律。(3)通过对壳聚糖与甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝反应的研究,运用过硫酸铵-硫代硫酸钠为引发剂,得出不同反应条件对接枝反应的影响规律。
摘要第5-6页
Abstract第6-7页
引言第11-13页
第1章 文献综述第13-33页
    1.1 甲壳素/壳聚糖第13-18页
        1.1.1 甲壳素/壳聚糖的来源第13页
        1.1.2 甲壳素/壳聚糖的分子结构第13-17页
        1.1.3 壳聚糖的晶体结构第17-18页
    1.2 壳聚糖及其衍生物的应用第18-22页
        1.2.1 在环境保护方面的应用第18-19页
        1.2.2 在生物医学上的应用第19-21页
        1.2.3 在农业上的应用第21页
        1.2.4 在食品工业的应用第21-22页
    1.3 壳聚糖的改性研究第22-30页
        1.3.1 壳聚糖的接枝改性第22-26页
        1.3.2 主链的水解反应第26页
        1.3.3 酰化反应第26-28页
        1.3.4 酯化反应第28页
        1.3.5 烷基化反应第28-29页
        1.3.6 生成席夫碱第29页
        1.3.7 羧甲基化第29-30页
    1.4 丙烯酸树脂第30页
    1.5 本论文的研究意义和内容第30-33页
第2章 实验部分第33-43页
    2.1 实验仪器与装置第33-35页
        2.1.1 实验仪器第33-34页
        2.1.2 实验装置第34-35页
    2.2 实验原料与试剂第35页
    2.3 实验原理第35-36页
        2.3.1 反应机理第35-36页
    2.4 实验方法第36-38页
        2.4.1 壳聚糖接枝产物的制备第36-37页
        2.4.2 接枝参数的意义及其计算第37-38页
    2.5 壳聚糖理化参数的测定第38-40页
        2.5.1 脱乙酰度的测定第38-39页
        2.5.2 溶解性及溶液粘度的测定第39页
        2.5.3 水分的测定第39页
        2.5.4 灰分的测定第39-40页
        2.5.5 壳聚糖相对分子量的测定第40页
    2.6 壳聚糖及其接枝共聚物的表征第40-43页
        2.6.1 红外光谱分析第40页
        2.6.2 差示量热扫描仪分析(DSC)第40页
        2.6.3 热失重分析(TGA)第40-41页
        2.6.4 X射线衍射分析第41-43页
第3章 结果与讨论第43-61页
    3.1 壳聚糖的理化参数第43页
    3.2 硝酸铈铵引发壳聚糖(CS)-丙烯酸甲酯(MA)接枝反应的研究第43-49页
        3.2.1 壳聚糖溶液浓度对接枝参数的影响第44-45页
        3.2.2 投料比对接枝参数的影响第45-46页
        3.2.3 反应温度对接枝参数的影响第46-47页
        3.2.4 引发剂的用量对接枝参数的影响第47-48页
        3.2.5 反应时间对接枝参数的影响第48-49页
    3.3 壳聚糖—丙烯酸甲酯接枝共聚物的表征第49-51页
        3.3.1 CS-g-MA接枝共聚物的红外分析第49-50页
        3.3.2 CS-g-MA接枝共聚物的热行为分析第50页
        3.3.3 CS-g-MA接枝共聚物的溶解性测试第50-51页
    3.4 过硫酸铵-硫代硫酸钠引发壳聚糖(CS)-甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝反应的研究第51-56页
        3.4.1 壳聚糖溶液浓度对接枝参数的影响第51-52页
        3.4.2 投料比对接枝参数的影响第52-53页
        3.4.3 反应温度对接枝参数的影响第53-54页
        3.4.4 引发剂的用量对接枝参数的影响第54-55页
        3.4.5 反应时间对接枝参数的影响第55-56页
    3.5 壳聚糖—甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物的表征第56-61页
        3.5.1 CS-g-MMA接枝共聚物的红外分析第56页
        3.5.2 CS-g-MMA接枝共聚物的结晶性分析第56-58页
        3.5.3 CS-g-MMA接枝共聚物的热行为分析第58-60页
        3.5.4 CS-g-MMA接枝共聚物的溶解性测试第60-61页
第4章 结论第61-63页
参考文献第63-71页
攻读学位期间公开发表论文第71-73页
致谢第73-75页
研究生履历第75页
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