明胶基高强度水凝胶的制备与性能研究
发布时间：2023-06-13 22:24
水凝胶是由物理或化学交联构成的三维(3D)聚合物网状结构的软、湿材料,能够保留大量的水且与自然的生物组织非常相似,常被用于药物输送、组织工程、细胞治疗等生物医用领域。但是,水凝胶的高含水量导致其机械性能较差,大大限制了其应用范围。因此,研究具有高强度高韧性的水凝胶已成为研究者们关注的重点。本文以明胶水凝胶为基础,利用金属离子与明胶分子链间的金属配位作用,将明胶水凝胶浸泡在金属离子溶液中,制备了不同离子交联的明胶水凝胶。明胶水凝胶的机械性能受金属离子种类、浸泡温度、浸泡时间以及溶液浓度的影响较大。其中,0.5 mol/LFe3+离子溶液浸泡后的明胶水凝胶在压缩应变为99%时的抗压强度可达到64.81 MPa,并在循环压缩过程中表现出良好的抗疲劳性。金属离子的引入还赋予了水凝胶一定的抗菌性能,金属交联的水凝胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有良好的抗菌效果。在金属交联明胶水凝胶的基础上,结合双网络结构水凝胶的设计思路,制备了物理-化学双交联的明胶/(聚丙烯酰胺-丙烯酸)-Fe3+水凝胶。以物理交联的明胶(Gel)水凝胶作为第一重网络,丙烯酰胺(AM...
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 概述
1.1 水凝胶简介
1.2 水凝胶的分类
1.2.1 按原料来源分类
1.2.2 按交联方式分类
1.2.3 按外界响应性分类
1.2.4 其他分类方式
1.3 高强度水凝胶的制备
1.4 明胶基水凝胶的研究现状
1.4.1 交联改性的明胶水凝胶
1.4.2 明胶基互穿网络水凝胶
1.4.3 明胶基纳米复合水凝胶
1.5 水凝胶的应用
1.6 本课题研究目的、内容及创新点
2 明胶与金属离子相互作用的研究
2.1 引言
2.2 实验原料及仪器
2.3 水凝胶的制备
2.4 测试与表征
2.4.1 傅里叶红外光谱表征
2.4.2 紫外-可见光谱测试
2.4.3 扫描电镜形貌表征
2.4.4 含水量测试
2.4.5 力学性能测试
2.4.6 抗菌性能测试
2.5 实验结果与分析
2.5.1 傅里叶红外光谱分析
2.5.2 紫外-可见光谱分析
2.5.3 扫描电镜形貌分析
2.5.4 含水量分析
2.5.5 力学性能分析
2.5.6 抗菌性能分析
2.6 本章小结
3 明胶/(聚丙烯酰胺-丙烯酸)-Fe3+双网络水凝胶的研究
3.1 引言
3.2 实验原料及仪器
3.3 水凝胶的制备
3.4 测试与表征
3.4.1 傅里叶红外光谱表征
3.4.2 扫描电镜形貌表征
3.4.3 溶胀性能测试
3.4.4 力学性能测试
3.4.5 抗菌性能测试
3.5 实验结果与分析
3.5.1 傅里叶红外光谱分析
3.5.2 扫描电镜形貌分析
3.5.3 力学性能分析
3.5.4 水凝胶在铁离子溶液中的溶胀行为分析
3.5.5 基于响应曲面(RSM)法的水凝胶可控溶胀性分析
3.5.6 水凝胶的pH响应性分析
3.5.7 抗菌性能分析
3.6 本章小结
4 明胶/聚乙二醇二丙烯酸酯-Fe3+/(NH4)2SO4双网络水凝胶的研究
4.1 引言
4.2 实验原料及仪器
4.3 实验部分
4.3.1 PEGDA的合成
4.3.2 水凝胶的制备
4.4 测试与表征
4.4.1 傅里叶红外光谱测试
4.4.2 质子核磁共振光谱测试
4.4.3 电子扫描显微镜测试
4.4.4 水凝胶力学性能测试
4.4.5 水凝胶含水量及溶胀性能测试
4.5 实验结果与分析
4.5.1 PEGDA的红外光谱分析
4.5.2 PEGDA的核磁图谱分析
4.5.3 扫描电镜形貌分析
4.5.4 水凝胶含水量及溶胀性能分析
4.5.5 水凝胶的力学性能分析
4.6 本章小结
5 结论
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
致谢
本文编号：3833414
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 概述
1.1 水凝胶简介
1.2 水凝胶的分类
1.2.1 按原料来源分类
1.2.2 按交联方式分类
1.2.3 按外界响应性分类
1.2.4 其他分类方式
1.3 高强度水凝胶的制备
1.4 明胶基水凝胶的研究现状
1.4.1 交联改性的明胶水凝胶
1.4.2 明胶基互穿网络水凝胶
1.4.3 明胶基纳米复合水凝胶
1.5 水凝胶的应用
1.6 本课题研究目的、内容及创新点
2 明胶与金属离子相互作用的研究
2.1 引言
2.2 实验原料及仪器
2.3 水凝胶的制备
2.4 测试与表征
2.4.1 傅里叶红外光谱表征
2.4.2 紫外-可见光谱测试
2.4.3 扫描电镜形貌表征
2.4.4 含水量测试
2.4.5 力学性能测试
2.4.6 抗菌性能测试
2.5 实验结果与分析
2.5.1 傅里叶红外光谱分析
2.5.2 紫外-可见光谱分析
2.5.3 扫描电镜形貌分析
2.5.4 含水量分析
2.5.5 力学性能分析
2.5.6 抗菌性能分析
2.6 本章小结
3 明胶/(聚丙烯酰胺-丙烯酸)-Fe3+双网络水凝胶的研究
3.1 引言
3.2 实验原料及仪器
3.3 水凝胶的制备
3.4 测试与表征
3.4.1 傅里叶红外光谱表征
3.4.2 扫描电镜形貌表征
3.4.3 溶胀性能测试
3.4.4 力学性能测试
3.4.5 抗菌性能测试
3.5 实验结果与分析
3.5.1 傅里叶红外光谱分析
3.5.2 扫描电镜形貌分析
3.5.3 力学性能分析
3.5.4 水凝胶在铁离子溶液中的溶胀行为分析
3.5.5 基于响应曲面(RSM)法的水凝胶可控溶胀性分析
3.5.6 水凝胶的pH响应性分析
3.5.7 抗菌性能分析
3.6 本章小结
4 明胶/聚乙二醇二丙烯酸酯-Fe3+/(NH4)2SO4双网络水凝胶的研究
4.1 引言
4.2 实验原料及仪器
4.3 实验部分
4.3.1 PEGDA的合成
4.3.2 水凝胶的制备
4.4 测试与表征
4.4.1 傅里叶红外光谱测试
4.4.2 质子核磁共振光谱测试
4.4.3 电子扫描显微镜测试
4.4.4 水凝胶力学性能测试
4.4.5 水凝胶含水量及溶胀性能测试
4.5 实验结果与分析
4.5.1 PEGDA的红外光谱分析
4.5.2 PEGDA的核磁图谱分析
4.5.3 扫描电镜形貌分析
4.5.4 水凝胶含水量及溶胀性能分析
4.5.5 水凝胶的力学性能分析
4.6 本章小结
5 结论
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
致谢
本文编号：3833414
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