生物高分子和层状双氢氧化物纳米复合物：制备、结构和性能

摘要

本文基于层状双氢氧化物(LDH)的可插层性,以羧甲基纤维素(CMC)、羧甲基壳聚糖(CMCS)、羧甲基淀粉(CMS)和聚天冬氨酸-羧甲基壳聚糖为基体,分别用直接插层法、重构法和原位生成法制备几种新型的生物高分子/层状双氢氧化物纳米复合物。通过X-射线粉末衍射法、红外光谱法、透射电镜、扫描电镜等方法分析了生物高分子基复合材料的结构,研究了层状双氢氧化物的用量对复合物机械性能、热稳定性或药物控释性和电流变性的影响。
　　 结果表明,生物高分子阴离子均插入层状双氢氧化物层间,形成剥离型纳米复合材料。层状双氢氧化物的加入,均不同程度地提高了羧甲基纤维素、羧甲基壳聚糖和羧甲基淀粉的力学性能和热稳定性。当Mg-Al-LDH的含量为3％时,CMC复合膜的拉伸强度和弹性模量达到最大值,分别提高了120％和228％,但断裂伸长率降低。与纯CMCS相比,Mg-Al-LDH含量为5％的CMCS纳米复合物的硬度和模量分别提高了41％和30％。当Mg-Fe-LDH含量为50％时,CMS复合物电流变液的剪切应力最大,热稳定性最好,最大分解温度比纯CMS提高了93℃。同时,研究还表明Mg-Al-LDH的加入可提高聚天冬氨酸-羧甲基壳聚糖载药体系的释放速率,且释放速率随着Mg-Al-LDH含量的增多而增大。

目录

文摘

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中文文摘

绪论

0．1纳米复合材料

0．2聚合物基纳米复合材料

0．2．1聚合物基纳米复合材料的制备方法

0．2．2聚合物基纳米复合材料的性能及其应用

0．3聚合物／层状双氢氧化物纳米复合材料

0．3．1层状双氢氧化物

0．3．2聚合物／层状双氢氧化物的制各方法

0．4生物高分子材料

0．5立论依据、研究思路及创新之处

第1章 层状双氢氧化物／羧甲基纤维素纳米复合物的制备与性能研究

1．1前言

1．2实验

1．2．1主要原料与仪器

1．2．2 Mg-Al-NO3-LDH的合成

1．2．3 Mg-Al-LDH／CMC复合膜的制备

1．2．4表征

1．2结果与讨论

1．2．1复合物的结构与形貌分析

1．2．2生物高分子与LDH片层之间的相互作用

1．2．3复合物的力学性能

1．2．4复合物的热稳定性

1．3小结

第2章 基于N,O-羧甲基壳聚糖和层状双氢氧化物纳米复合物

2．1前言

2．2实验部分

2．2．1主要原料和仪器

2．2．2 Mg-Al-LDH的合成

2．2．3 N,O-羧甲基壳聚糖的制备[111】

2．2．4 Mg-Al-LDH-CMCS纳米复合物的制备

2．2．5表征

2．3结果与讨论

2．3．1 N,O-羧甲基壳聚糖的表征

2．3．2 X-射线粉末衍射分析

2．3．3透射电镜

2．3．4热重分析

2．3．5力学性能

2．4 小结

第3章 镁铁层状双氢氧化物／羧甲基淀粉复合物的制备及性能研究

3．1前言

3．2实验

3．2．1实验原料与仪器

3．2．2 Mg-Fe-LDH的制备

3．2．3 Mg-Fe-LDH／CMS复合物的制备

3．2．4电流变液的配制

3．2．5表征

3．3结果与讨论

3．3．1 CMS复合物的X射线粉末衍射分析

3．3．2 CMS复合物的红外光谱分析

3．3．3电场强度对CMS复合物电流变性的影响

3．3．4剪切速率对CMS复合物电流性的影响

3．3．5热重分析

3．4 小结

第4章 层状双氢氧化物／聚天冬氨酸-羧甲基壳聚糖纳米复合物的制备及其控释性能

4．1前言

4．2实验部分

4．2．1主要原料与仪器

4．2．2 Mg—Al—LDH的制备

4．2．3聚天冬氨酸的制备[87】

4．2．4 N,O-羧甲基壳聚糖的制备[111】

4．2．5载药复合物的制备

4．2．6控释实验

4．2．7表征

4．3结果与讨论

4．3．1聚天冬氨酸的结构表征

4．3．2载药复合物的X-射线粉末衍射分析

4．3．3控释性能

4．4 小结

第5章结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

个人简历