基于天然高分子和黏土复合缓控释材料的制备及性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 华水波 |
| 学位类别 | 理学博士 |
| 答辩日期 | 2010-05-07 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 王爱勤 |
| 关键词 | 缓控释技术 复合高吸水性树脂 腐植酸钠 壳聚糖 海藻酸钠 controlled release superabsorbent sodium humate chitosan sodium alginate |
| 学位专业 | 物理化学 |
| 中文摘要 | 缓控释技术已经在很多方面得到应用，如缓控释肥料、缓控释药物、缓控释农药等。高分子材料在缓控释系统中具有重要的作用，控制释放的关键在于对活性分子的“调控”。许多研究者提出多种方法对材料进行改性，通过材料的改性来达到活性分子的控制释放，以期扩大高分子材料在缓控释体系中的应用。天然高分子由于其具有的可降解性已经成为一种研究趋势。无机黏土作为缓释材料的优点是材料来源广泛、价格低，其在缓释肥料时不仅可以改善土壤结构，而且还具有提供某些微量元素的作用。黏土在缓释药物方面由于其独特的结构，更是得到了广泛的研究。基质型释放系统是目前应用最为广泛的一种缓控释方式。高分子和无机黏土等材料的性质对活性分子释放的影响及释放机理还有待进一步深入研究和探索，因此本论文围绕基质型缓控释体系，选用几种具有代表性的缓释高分子基质材料，如丙烯酸系树脂、合成高分子聚乙烯醇、可降解型天然多糖(淀粉、海藻酸钠和壳聚糖)以及无机黏土(蛭石、高岭土、蒙脱石和水滑石)等，针对不同活性组分(腐殖酸钠、双氯芬酸钠和氧氟沙星)，以不同的方法对基质材料进行分子设计和改性，并以此作为调控手段，研究了这些材料的缓释性能及它们的释放机理。本论文的主要研究工作和结果如下： (1) 将腐殖酸钠和黏土(高岭土和膨胀蛭石)引入到聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)网络间不仅提高了吸水性能，而且赋予了高吸水性树脂缓释肥料的功能。含有20wt%含量的腐殖酸钠和30wt%含量的高岭土的复合高吸水性树脂显示出最大的吸水倍率即吸蒸馏水450g/g 和吸生理盐水39g/g。含有30wt%的膨胀蛭石和10wt%的腐殖酸钠的树脂的吸水倍率为426g/g。当把树脂浸泡在蒸馏水中，树脂表面或物理填充的腐殖酸钠先释放，随后化学键合到高分子网络骨架的腐殖酸钠通过降解和扩散释放出来。 (2) 通过优化得到淀粉-g-丙烯酸/腐殖酸钠的最优制备条件为：丙烯酸与淀粉的质量比为7：1，引发剂的含量为0.4wt%，交联剂的含量为0.08wt%，初始丙烯酸浓度为15wt%，丙烯酸的中和度为60%，腐殖酸钠的含量为7.7wt%。所制备的树脂的最优结果是吸蒸馏水1100g/g 和吸生理盐水86 g/g。海藻酸钠-g-聚丙烯酸/腐殖酸钠的最优结果为吸蒸馏水1380g/g 和吸生理盐水83g/g。其在5mmol/LCaCl2 溶液中的溶胀呈现先增加后减小的过溶胀平衡效应。 (3)分别采用W/O 乳化交联法和离子交联法制备壳聚糖/蒙脱石/氧氟沙星复合微球和复合小球。通过FTIR 和XRD 对微球的结构进行了表征。部分氧氟沙星分子已插入到蒙脱石的层间并且没有发生化学结构上的改变。与未加蒙脱石的壳聚糖微球相比，蒙脱石的引入均提高了两种微粒的包封效率、减缓了药物释放速率以及改进了微粒的溶胀性能。 (4) 通过Ca2+交联和冷冻解冻交联法制备海藻酸钠/聚乙烯醇的双交联小球。当聚乙烯醇与海藻酸钠的比值为3 时，小球显示较高的包封效率和很好的外形。小球的溶胀和降解受溶胀介质的pH 和聚乙烯醇含量的影响。相对于单一的Ca2+交联小球来说，双交联过程提高了药物的包封效率，改进了溶胀行为和减缓了药物的释放。 (5) 通过离子成胶法和水滑石的煅烧复原法制备了pH 敏感的海藻酸钠/水滑石杂化小球。相对于未加水滑石的小球来说，煅烧水滑石的引入提高了包封效率，改进了溶胀行为和减缓了药物释放。XRD 表征说明部分双氯芬酸钠分子插入到水滑石的层间。水滑石和海藻酸钠间的静电相互作用减弱了海藻酸钠链的移动，减缓了小球的溶胀和药物的溶出。 |
| 学科主题 | 功能高分子材料 |
| 公开日期 | 2012-11-08 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/1806]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_环境材料与生态化学研究发展中心 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 华水波. 基于天然高分子和黏土复合缓控释材料的制备及性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2010. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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