木薯淀粉微球的制備及其結構與性能研究.pdf

1、淀粉微球是一種新型功能高分子材料，而磁性淀粉微球是淀粉微球中的一種，由于具有磁響應性、生物相容性、無毒等優(yōu)點，在生物材料中具有廣泛的應用。
　　 本研究以木薯淀粉(CS)、自制表面改性Fe3O4(MIO)微粒為原料，N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺(MBAA)為交聯(lián)劑，Span-80和Tween-80為乳化劑，過硫酸銨((NH4)2S2O4)為引發(fā)劑，采用反相乳液法分別制備了木薯淀粉微球(CSMs)和磁性木薯淀粉微球(MCSMs)。主

2、要研究內容有:(1)考察淀粉乳質量分數、油水體積比、交聯(lián)劑濃度、乳化劑濃度和引發(fā)劑濃度等因素對CSMs平均粒徑(I)的影響;考察淀粉乳質量分數、淀粉磁核質量比、油水體積比、反應時間和反應溫度等因素對MCSMs的平均粒徑(I)、鐵含量(W)的影響。(2)利用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、生物顯微鏡(BM)、傅里葉紅外(FTIR)光譜、X射線衍射儀(XRD)、差示掃描量熱儀(DSC)、熱重(TG)分析儀、同步熱分析儀(STA)、振

3、動樣品磁強計(VSM)對CSMs和MCSMs進行結構表征，探討制備MCSMs的反應機理。(3)分別研究了CSMs和MCSMs在585mg·L-1NaCl胭脂紅水溶液中的等溫吸附及吸附模型。實驗結果如下:
　　 (1)制備CSMs的優(yōu)化組合為:淀粉乳質量分數8.0％、油水體積比10.0∶1.0、交聯(lián)劑濃度1.0％、乳化劑濃度為12.0％、引發(fā)劑濃度0.8％，在該條件下制備的微球平均粒徑為16.3μm;以MCSMs平均粒徑為指標的優(yōu)

4、化組合為:淀粉乳質量分數8.0％、m（淀粉）∶m(Fe3O4)=13.33∶1、V(油）∶V(水）=8.0∶1.0、反應時間2h、反應溫度60℃，制備的MCSMs平均粒徑為13.6μm，鐵含量為7.10％;以MCSMs鐵含量為指標的優(yōu)化組合為:淀粉乳質量分數10％、m（淀粉）∶m(Fe3O4)=6.67∶1、V(油）∶V(水）=10∶1、反應時間3h、反應溫度60℃，制備的MCSMs平均粒徑為20.9μm，鐵含量為10.76％。

5、　　 (2) CSMs表面疏松多孔呈蜂窩狀，紅外譜圖1553 cm-1處出現(xiàn)了仲酰胺的吸收峰，說明MBAA與CS成功發(fā)生了交聯(lián)反應，其結晶度相比CS明顯降低，且熱穩(wěn)定性相比CS稍有降低。MCSMs表面凹凸不平、較粗糙，MIO成功包埋在CS殼層中，形成核殼結構;CS與MIO的交聯(lián)包埋反應不僅發(fā)生在CS的無定形區(qū)，也發(fā)生在CS的結晶區(qū)，導致MCSMs的結晶度降低，其熱穩(wěn)定性相比CS略有降低;MCSMs的飽和磁化強度為7.07 emu/g，

6、磁化率為3.005×10-6 emu/Oe，說明其具有較好的磁響應性;在前人的研究基礎上，得出制備MCSMs的反應歷程符合自由基聚合機理。
　　 (3) CSMs和MCSMs吸附胭脂紅的過程符合Langmuir等溫吸附;在298 K下，CSMs和MCSMs的吸附焓變(△H)、自由能(△G)和熵變(△S)分別為:31.58 KJ·mol-1、-3.72 KJ·mol-1、118.47 J·mol-1·K-1和30.24 KJ·mo