γ-聚谷氨酸水凝膠的制備、表征及應(yīng)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(xué)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(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　目前，制備化學(xué)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(yīng)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(shù)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(yīng)效率達(dá)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(yīng)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(jī)械性能。溶脹動(dòng)力學(xué)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(huì)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(dòng)力學(xué)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(xì)胞培養(yǎng)及降解實(shí)驗(yàn)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(jià)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(jìn)行了觀察。發(fā)現(xiàn)隨著金屬離子價(jià)態(tài)與濃度的提高，離子對凝膠的電荷屏蔽效應(yīng)越強(qiáng)，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(jìn)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(xiàng)性能進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)測試，發(fā)現(xiàn)均達(dá)到吸濕速干織物要求。而且整理后織物的彎曲強(qiáng)度及彎曲滯后量均升高為未整理織物的兩倍，織物變得