γ-聚谷氨酸水凝膠的制備、表征及應用研究.pdf

1、γ-聚谷氨酸(γ-PGA)是一種由微生物發(fā)酵得到的聚氨基酸材料，交聯(lián)后可形成具有高吸水性、生物可相容性、化學易修飾性和生物可降解性的水凝膠。近年來，由于其優(yōu)良的特性，γ-PGA水凝膠在紡織、醫(yī)藥、組織工程、食品、污水處理等領域具有廣泛的應用前景。
　　目前，制備化學交聯(lián)型γ-PGA水凝膠常用醚類、醛類等有毒害作用的交聯(lián)劑，而且γ-PGA水凝膠在應用中出現(xiàn)了對離子敏感、整理后織物耐洗牢度較差等問題。因此，如何使用更加安全高效的交聯(lián)劑

2、制備γ-PGA水凝膠，發(fā)現(xiàn)γ-PGA水凝膠在金屬離子溶液中的溶脹規(guī)律，并且提高γ-PGA水凝膠整理后的耐洗牢度成為亟待解決的問題。
　　本文通過碳二亞胺中介聚合交聯(lián)技術制備了一種生物相容性良好、可降解的pH敏感型γ-聚谷氨酸/ε-聚賴氨酸(γ-PGA/ε-PL)水凝膠，通過紅外光譜及X射線光電子能譜證明了γ-PGA與ε-PL通過酰胺鍵交聯(lián)，反應效率達到96.1％。掃描電鏡發(fā)現(xiàn)γ-PGA/ε-PL水凝膠的表面多皺且無孔，截面有約20

3、μ m孔徑的規(guī)則孔洞。本課題衍生發(fā)明了快速定量測試透視等級的視力表法，并將其應用于γ-PGA/ε-PL凝膠透光性能的檢測，發(fā)現(xiàn)其透光性能良好。壓縮測試發(fā)現(xiàn)ε-PL及交聯(lián)劑用量的增多都能改善水凝膠機械性能。溶脹動力學研究發(fā)現(xiàn)γ-PGA/ε-PL水凝膠在去離子水的溶脹中符合Voigt模型，ε-PL及交聯(lián)劑用量的增多都會降低其溶脹性能;但其在生理鹽水及磷酸鹽緩沖液中具有離子敏感性，溶脹行為符合偽二級動力學模型，且離子敏感性受ε-PL含量影響較

4、大但幾乎不受交聯(lián)劑用量影響。而且，γ-PGA/ε-PL凝膠具有pH敏感性，可智能調(diào)節(jié)溶液pH為5。細胞培養(yǎng)及降解實驗表明，γ-PGA/ε-PL凝膠生物相容性優(yōu)良且可降解，是一種極具前景的生物材料。
　　其次，本文研究了γ-PGA水凝膠對三種不同價態(tài)金屬離子(Na+、Ca2+、Fe3+)的吸附規(guī)律，及溶液濃度等因素對吸附的影響，并對其吸附前后的結(jié)構(gòu)變化進行了觀察。發(fā)現(xiàn)隨著金屬離子價態(tài)與濃度的提高，離子對凝膠的電荷屏蔽效應越強，凝膠溶

5、脹度越低。掃描電鏡結(jié)果表明，吸附氯化鈉的凝膠中可觀察到結(jié)晶;吸附氯化鈣的凝膠中可觀察到規(guī)則孔洞;吸附三氯化鐵的凝膠中可觀察到塌縮的孔洞。
　　最后，本文使用了γ-PGA水凝膠與水性聚氨酯制備的高吸水整理劑對滌綸針織物進行吸濕速干整理，研究了配比對整理劑流變性質(zhì)的影響，流變性研究說明其適用于整理織物。對整理后織物各項性能進行了標準測試，發(fā)現(xiàn)均達到吸濕速干織物要求。而且整理后織物的彎曲強度及彎曲滯后量均升高為未整理織物的兩倍，織物變得