超疏水磁性纤维素液体弹珠制备及其性能研究
发布时间：2022-01-26 16:47
纤维素是地球上丰富的天然有机高分子材料,大量存在于绿色植物和海洋生物中,具有广阔的开发利用前景。利用纤维素上丰富的羟基进行功能化修饰,赋予其某些特殊性能,研发出纤维素基新型功能材料,是高效利用纤维素资源的有效途径之一,不仅拓宽了纤维素的应用领域,而且也可提升纤维素基产品的附加值。而液体弹珠是被粒子包裹而形成的液滴,表现出独特的性能,在微型反应器、药物传递、微流体和生物医药领域具有潜在的应用价值。论文通过自由基共聚合制备低表面能物质—多巴含氟共聚物（Poly（DOPAm-co-PFOEA））,用多巴含氟共聚物对磁性纤维素微球和磁性纳米纤维素粒子进行疏水改性,制备超疏水磁性纤维素粒子,用于包裹液滴构建液体弹珠,并研究液体弹珠各种性能及其应用,为纤维素的功能化应用提供理论依据。通过酰胺化反应在多巴盐酸盐上引入碳碳双键,再采用自由基共聚合制备低表面能的多巴含氟共聚物,探讨了含氟单体的加入量对多巴含氟共聚物疏水性能和表面能的影响,采用红外、核磁和元素分析对多巴含氟共聚物的化学结构和组分进行分析。研究结果表明,合成的多巴含氟共聚物具有优异疏水性能和低表面能,氟含量越高,疏水性能越好,表面能越低;当...
【文章来源】：福建农林大学福建省
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
磁性改性的纤维素微球[45]
表明，改性后的纤维素微球具有良好的阴离子选择性吸附，pH值对废水中的Cr(VI)离子吸附能力影响较大，pH值越低吸附能力越强。庄志良等[65]利用ARGETATRP法将单体甲基丙烯酸甲酯（MMA）接枝到纤维素微球表面上，通过改变反应时间，可精确控制PMMA的分子量，从而改变纤维素微球的形貌和性能。Wang等[66]采用硝酸铈铵作为引发剂，通过接枝共聚把甲基丙烯酸甘油酯接枝到纤维素微球的表面，再用二乙氨乙基改性，改性后微球对牛血清蛋白（BAS）的吸附量提高了2倍，但接枝物链长会导致微球的孔径的堵塞，减少微孔的数量。图1-2阳离子化改性的纤维素微球[64]Fig.1-2Cationicmodificationofcellulosemicrosphere.1.2.1.2纤维素微球的应用（1）色谱填料纤维素微球作为一种天然高分子微球，具有良好的亲水性、化学稳定性、生物相容性、较强的力学性和粒径的可控性，比其他的高分子微球（葡萄糖、聚丙稀酰胺）具有更好的潜在应用价值[67]，特别是纤维素微球的生物相容性和广谱性吸附让它可作为一种生物纯化和分离过程中良好的色谱介质[68]。利用微球与其他物质分子间的不同的相互作用力，纤维素微球在分离和纯化过程中主要是当作一种固定相填料。Wang等[69]通过反相乳化法制备了大小均一的纤维素微球（MC），接着采用相同的方法制备了含有致孔剂碳酸钙的纤维素微球（SC），最后使用二乙胺乙基(DEAE)进行改性获得阴离子型交换微球。研究发现，相比于DEAE-MC，色谱柱中以DEAE-SC为填充物具有更小的反压力和
福建农林大学博士学位论文8步开拓其应用领域。如通过原位合成法将磁性纳米粒子负载纳米纤维素的表面[95]，再抄成纸片，可制得磁性纳米纸，具有磁响应、磁屏蔽和磁记录等特殊性能，在特种纸领域具有潜在的应用价值。将纳米银粒子与纳米纤维素复合，不仅提高了纳米银的分散性，且获得的复合材料也具有良好的抗菌性能[96]。图1-4纳米纤维素的制备示意图[86]Figure1-4.Preparationofnanocellulose.1.2.2.2纳米纤维素的应用（1）药物传递虽然纳米纤维素早在1949年已被成功制备[97]，但纳米纤维素在药物释放和药物传递领域的应用是近年才发展起来[98]。由于纳米纤维素存在多种类型，且具有纳米尺寸、高比面积、可循环利用、生物相容性和表面活性高等特点[88]，由此科研人员研究出不同类型纳米纤维素基的药物传递系统，主要分为口服和外用两种系统。而基于纳米纤维素基药物载体主要有纳米颗粒、气凝胶、水凝胶和薄膜等[99]。Mohanta等[100]以NCC和壳聚糖为原料，通过层层组装制备复合膜作为药物载体（图1-5），将水溶性和非水溶性的抗癌药——盐酸阿霉素和姜黄素负载在复合膜上。他们发现盐酸阿霉素和姜黄素与NCC之间能形成氢键作用(OH···O和CH···O)，如同范德华力一样。阿霉素在pH值为6.4时释放
【参考文献】：
期刊论文
[1]可持续高分子-纤维素新材料研究进展[J]. 段博,涂虎,张俐娜. 高分子学报. 2020(01)
[2]纳米纤维素改性及其在柔性电子方面的应用[J]. 王瑞平,袁长龙,陶劲松. 材料导报. 2019(17)
[3]多尺度微结构对铝合金表面疏水性能的影响[J]. 弯艳玲,张猛,杨健,于化东. 材料导报. 2019(16)
[4]纳米纤维素的制备及在生物医药领域应用研究进展[J]. 刘文迎,张静,郭亮亮,刘泽员. 化工新型材料. 2019(06)
[5]海藻酸钠/纤维素复合微球的制备及性能表征[J]. 李延庆,刘志明,程小凯,曹梦楠,王佳楠. 林产化学与工业. 2019(02)
[6]织物表面超疏水化的研究进展[J]. 李杰. 功能材料. 2017(10)
[7]纤维素基超疏水材料的研究进展[J]. 巫龙辉,卢生昌,林新兴,肖禾,吴慧,黄六莲,陈礼辉. 林产化学与工业. 2016(06)
[8]超疏水磁性纤维素粒子的制备及性能表征[J]. 黄六莲,林新兴,周兴满,吴慧,曹石林,陈礼辉. 科技导报. 2016(19)
[9]仿生多尺度超浸润界面材料[J]. 王鹏伟,刘明杰,江雷. 物理学报. 2016(18)
[10]纳米纤维素的制备及应用研究进展[J]. 黄彪,卢麒麟,唐丽荣. 林业工程学报. 2016(05)
博士论文
[1]纤维素微球及氧化石墨的辐射功能化改性研究[D]. 张有为.北京大学 2014
[2]再生纤维素微球的制备、结构和功能[D]. 罗晓刚.武汉大学 2010
本文编号：3610834
【文章来源】：福建农林大学福建省
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
磁性改性的纤维素微球[45]
表明，改性后的纤维素微球具有良好的阴离子选择性吸附，pH值对废水中的Cr(VI)离子吸附能力影响较大，pH值越低吸附能力越强。庄志良等[65]利用ARGETATRP法将单体甲基丙烯酸甲酯（MMA）接枝到纤维素微球表面上，通过改变反应时间，可精确控制PMMA的分子量，从而改变纤维素微球的形貌和性能。Wang等[66]采用硝酸铈铵作为引发剂，通过接枝共聚把甲基丙烯酸甘油酯接枝到纤维素微球的表面，再用二乙氨乙基改性，改性后微球对牛血清蛋白（BAS）的吸附量提高了2倍，但接枝物链长会导致微球的孔径的堵塞，减少微孔的数量。图1-2阳离子化改性的纤维素微球[64]Fig.1-2Cationicmodificationofcellulosemicrosphere.1.2.1.2纤维素微球的应用（1）色谱填料纤维素微球作为一种天然高分子微球，具有良好的亲水性、化学稳定性、生物相容性、较强的力学性和粒径的可控性，比其他的高分子微球（葡萄糖、聚丙稀酰胺）具有更好的潜在应用价值[67]，特别是纤维素微球的生物相容性和广谱性吸附让它可作为一种生物纯化和分离过程中良好的色谱介质[68]。利用微球与其他物质分子间的不同的相互作用力，纤维素微球在分离和纯化过程中主要是当作一种固定相填料。Wang等[69]通过反相乳化法制备了大小均一的纤维素微球（MC），接着采用相同的方法制备了含有致孔剂碳酸钙的纤维素微球（SC），最后使用二乙胺乙基(DEAE)进行改性获得阴离子型交换微球。研究发现，相比于DEAE-MC，色谱柱中以DEAE-SC为填充物具有更小的反压力和
福建农林大学博士学位论文8步开拓其应用领域。如通过原位合成法将磁性纳米粒子负载纳米纤维素的表面[95]，再抄成纸片，可制得磁性纳米纸，具有磁响应、磁屏蔽和磁记录等特殊性能，在特种纸领域具有潜在的应用价值。将纳米银粒子与纳米纤维素复合，不仅提高了纳米银的分散性，且获得的复合材料也具有良好的抗菌性能[96]。图1-4纳米纤维素的制备示意图[86]Figure1-4.Preparationofnanocellulose.1.2.2.2纳米纤维素的应用（1）药物传递虽然纳米纤维素早在1949年已被成功制备[97]，但纳米纤维素在药物释放和药物传递领域的应用是近年才发展起来[98]。由于纳米纤维素存在多种类型，且具有纳米尺寸、高比面积、可循环利用、生物相容性和表面活性高等特点[88]，由此科研人员研究出不同类型纳米纤维素基的药物传递系统，主要分为口服和外用两种系统。而基于纳米纤维素基药物载体主要有纳米颗粒、气凝胶、水凝胶和薄膜等[99]。Mohanta等[100]以NCC和壳聚糖为原料，通过层层组装制备复合膜作为药物载体（图1-5），将水溶性和非水溶性的抗癌药——盐酸阿霉素和姜黄素负载在复合膜上。他们发现盐酸阿霉素和姜黄素与NCC之间能形成氢键作用(OH···O和CH···O)，如同范德华力一样。阿霉素在pH值为6.4时释放
【参考文献】：
期刊论文
[1]可持续高分子-纤维素新材料研究进展[J]. 段博,涂虎,张俐娜. 高分子学报. 2020(01)
[2]纳米纤维素改性及其在柔性电子方面的应用[J]. 王瑞平,袁长龙,陶劲松. 材料导报. 2019(17)
[3]多尺度微结构对铝合金表面疏水性能的影响[J]. 弯艳玲,张猛,杨健,于化东. 材料导报. 2019(16)
[4]纳米纤维素的制备及在生物医药领域应用研究进展[J]. 刘文迎,张静,郭亮亮,刘泽员. 化工新型材料. 2019(06)
[5]海藻酸钠/纤维素复合微球的制备及性能表征[J]. 李延庆,刘志明,程小凯,曹梦楠,王佳楠. 林产化学与工业. 2019(02)
[6]织物表面超疏水化的研究进展[J]. 李杰. 功能材料. 2017(10)
[7]纤维素基超疏水材料的研究进展[J]. 巫龙辉,卢生昌,林新兴,肖禾,吴慧,黄六莲,陈礼辉. 林产化学与工业. 2016(06)
[8]超疏水磁性纤维素粒子的制备及性能表征[J]. 黄六莲,林新兴,周兴满,吴慧,曹石林,陈礼辉. 科技导报. 2016(19)
[9]仿生多尺度超浸润界面材料[J]. 王鹏伟,刘明杰,江雷. 物理学报. 2016(18)
[10]纳米纤维素的制备及应用研究进展[J]. 黄彪,卢麒麟,唐丽荣. 林业工程学报. 2016(05)
博士论文
[1]纤维素微球及氧化石墨的辐射功能化改性研究[D]. 张有为.北京大学 2014
[2]再生纤维素微球的制备、结构和功能[D]. 罗晓刚.武汉大学 2010
本文编号：3610834
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