【摘要】：環(huán)境敏感型水凝膠親水性強(qiáng)、柔性好、對外界刺激具有響應(yīng)特性,使其在傳感器、藥物控釋開關(guān)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但是由于制備水凝膠時所使用的小分子交聯(lián)劑往往具有一定的毒性,且交聯(lián)的高分子網(wǎng)絡(luò)很難降解,因此開發(fā)無毒且可生物降解的環(huán)境敏感型“智能”水凝膠具有重要意義。本研究通過分子設(shè)計,用含醛基的可生物降解的氧化淀粉為大分子交聯(lián)劑,通過“醛肼交聯(lián)”技術(shù),在室溫下使聚(N-異丙基丙烯酰胺)溫敏共聚物上的肼基與氧化淀粉交聯(lián)劑上的醛基發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),制備了可注射且可生物降解的溫度敏感型聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)水凝膠。論文主要工作如下：(1)制備了含肼基的聚(N-異丙基丙烯酰胺)溫敏共聚物。首先以N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)為主單體,以丙烯酸(AA)為功能共聚單體,在乙醇中通過自由基溶液共聚合,制備了三種羧基含量的聚(N-異丙基丙烯酰胺)共聚物：poly(NIPAM-co-AA);然后在縮合劑的作用下,通過己二酰肼的一端肼基與poly(NIPAM-co-AA)共聚物側(cè)鏈羧基發(fā)生脫水縮合反應(yīng),成功制得了側(cè)鏈帶肼基的改性poly(NIPAM-co-AA)共聚物：poly(NIPAM-co-AA)-hdz。用電導(dǎo)滴定法對聚合物的羧基含量進(jìn)行了測定,以此計算羧基轉(zhuǎn)變?yōu)殡禄霓D(zhuǎn)化率；此外還用紅外光譜對聚合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。(2)制備了含醛基的氧化淀粉。以可生物降解的低分子量玉米淀粉為原料,在氧化劑偏高碘酸鈉的作用下,制備了三種醛基含量的氧化淀粉(雙醛淀粉),并在鹽酸羥胺輔助下用電導(dǎo)滴定法對醛基含量進(jìn)行了測定,用紅外光譜對聚合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。(3)以無毒且可生物降解的雙醛淀粉為大分子交聯(lián)劑,通過“醛肼交聯(lián)”技術(shù),制備了可注射且可生物降解的溫度敏感型PNIPAM水凝膠,并對不同交聯(lián)密度的水凝膠的溶脹性能、降解性能及藥物控釋性能進(jìn)行了研究,用紅外光譜對聚合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,水凝膠具有較強(qiáng)的溶脹能力、較好的藥物負(fù)載能力及藥物緩釋效果,且能對溫度刺激作出響應(yīng)。水凝膠能被酸催化水解,既包括淀粉的降解,也包括醛肼交聯(lián)鍵的水解,而且交聯(lián)密度越大,降解越慢。
[Abstract]:Environmental sensitive hydrogel has strong hydrophilicity, good flexibility and response to external stimuli, which makes it have a broad application prospect in sensor, drug controlled release switch and other fields. However, because the small molecular crosslinkers used in the preparation of hydrogels are often toxic and the crosslinked polymer networks are difficult to degrade, it is of great significance to develop non-toxic and biodegradable environment-sensitive "intelligent" hydrogels. In this study, aldehyde-hydrazine crosslinking was used as macromolecular crosslinking agent using aldehyde-containing biodegradable oxidized starch as crosslinking agent by molecular design. At room temperature, the hydrazine group on the thermo-sensitive copolymer of poly (N-isopropylacrylamide) was crosslinked with the aldehyde group on the cross-linking agent of oxidized starch. An injectable and biodegradable temperature sensitive poly (N isopropyl acrylamide) (PNIPAM) hydrogel was prepared. The main work of this paper is as follows: (1) the thermo-sensitive copolymer containing hydrazine group was prepared. Firstly, N-isopropylacrylamide (NIPAM) was used as the main monomer and acrylic acid (AA) as the functional copolymerization monomer. The copolymerization was carried out in ethanol by free radical solution copolymerization. Three kinds of carboxyl content poly (N-isopropylacrylamide) copolymer: poly (NIPAM-co-AA were prepared. Then, under the action of condensation agent, the side chain carboxyl group of poly (NIPAM-co-AA) copolymers was dehydrated and condensed by one end hydrazine group of adipic hydrazide. The modified poly (NIPAM-co-AA) copolymers with hydrazine group on the side chain: poly (NIPAM-co-AA)-hdz. have been successfully prepared. The carboxyl content of the polymer was determined by conductance titration to calculate the conversion of carboxyl group to hydrazine group, and the structure of the polymer was characterized by infrared spectroscopy. (2) oxidized starch containing aldehyde group was prepared. Three kinds of oxidized starch (dialdehyde starch) were prepared from biodegradable low molecular weight corn starch under the action of oxidizer sodium metperiodate. The content of aldehyde group was determined by conductance titration assisted by hydroxylamine hydrochloride, and the structure of polymer was characterized by infrared spectroscopy. (3) Non-toxic and biodegradable dialdehyde starch was used as macromolecular crosslinking agent. The injectable and biodegradable PNIPAM hydrogels were prepared by "aldehyde hydrazine crosslinking" technique. The swelling, degradation and drug release properties of the hydrogels with different crosslinking densities were studied. The structure of the polymer was characterized by IR spectra. The results showed that hydrogel had strong swelling ability, good drug loading capacity and drug release effect, and could respond to temperature stimulation. Hydrogels can be hydrolyzed by acid, including the degradation of starch and the hydrolysis of aldehyde-hydrazine crosslinking bonds, and the higher the crosslinking density, the slower the degradation.
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R318.08

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2317670