一種高能射線輻照制備殼聚糖基水凝膠的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高能射線輻照制備殼聚糖基水凝膠的方法，屬于生物醫(yī)用高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，也屬于核技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水凝膠是一種在水中能夠溶脹并保持大量水分而又不能溶解的交聯(lián)聚合物。由于水凝膠具有良好的親水性和生物相容性，故已廣泛地應(yīng)用于尿布、生理衛(wèi)生用品、醫(yī)療用品、農(nóng)林、環(huán)保等領(lǐng)域。
[0003]殼聚糖(CTS)是自然界唯一含有氨基的堿性多糖，具有易生物降解、良好的生物相容性及吸濕保濕性、抗菌抑菌性等諸多優(yōu)點(diǎn)，而且這種材料來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、對(duì)環(huán)境無(wú)污染，在生物醫(yī)學(xué)和醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但殼聚糖基水凝膠也存在力學(xué)強(qiáng)度差、性能不穩(wěn)定、水溶性差等缺點(diǎn)，極大地限制了它的應(yīng)用。因此，需要對(duì)殼聚糖進(jìn)行改性來(lái)制備水凝膠，以拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)的研宄中，以過(guò)二硫酸鉀作為自由基引發(fā)劑，亞甲基二丙烯酰胺作交聯(lián)劑，將丙烯酸和丙烯酰胺共聚接枝到殼聚糖上，得到的水凝膠不僅是兩性的，對(duì)PH的響應(yīng)具有可逆性，并且該凝膠還表現(xiàn)出對(duì)鹽的敏感性和陽(yáng)離子交換的性質(zhì)。另有現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)高能射線輻射將丙烯酸和丙烯酰胺接枝到殼聚糖上制備了 PH敏感型凝膠，該凝膠具有兩性可逆pH響應(yīng)特性。國(guó)內(nèi)的研宄中還有以硫酸鈰銨為引發(fā)劑，戊二醛為交聯(lián)劑，合成了 N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)接枝殼聚糖水凝膠，所得水凝膠在中性或弱酸性溶液中溶脹性能較好?，F(xiàn)有技術(shù)還有以殼聚糖和聚醚為原料，戊二醛為交聯(lián)劑，在醋酸溶液中合成了聚醚-殼聚糖水凝膠，所得水凝膠是PH敏感性水凝膠，其飽和溶脹度在蒸餾水中最大為1033.74%，在鹽水中為 143.97%。
[0005]然而，這些方法大多采用化學(xué)引發(fā)法，存在工藝操作復(fù)雜、接枝率不高、引發(fā)劑殘留等缺點(diǎn)，大大限制了殼聚糖基水凝膠在生物醫(yī)藥等對(duì)對(duì)潔凈度要求較高領(lǐng)域的應(yīng)用。相對(duì)于化學(xué)法而言，輻射法有一定的優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)有技術(shù)中也有廣泛的公開(kāi)，但這些由輻射法制備殼聚糖基水凝膠的現(xiàn)有技術(shù)中，一般都采用一步法制備，仍然存在一些缺點(diǎn)，例如:接枝率和接枝效率偏低、產(chǎn)物不夠純凈、產(chǎn)品溶脹度較低等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的正是為解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，提供一種高能射線輻照制備殼聚糖基水凝膠的方法。本發(fā)明提供的殼聚糖基水凝膠，是采用兩步輻射法制備的，首先利用高能輻照使丙烯酰胺與陽(yáng)離子單體接枝，然后再次通過(guò)高能輻照將接枝了陽(yáng)離子單體的丙烯酰胺接枝在殼聚糖基體上?！皟刹椒ā备碑a(chǎn)物少，接枝效率高，接枝率高，克服殼聚糖基水凝膠的應(yīng)用局限，有望用于生物醫(yī)學(xué)等要求較高的領(lǐng)域。
[0007]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0008]本發(fā)明的一種高能射線輻照制備的殼聚糖基水凝膠的方法，其特征在于具有以下的工藝過(guò)程和步驟:
[0009]SSl:丙烯酰胺與陽(yáng)離子單體的輻射接枝
[0010](I)稱取丙烯酰胺、陽(yáng)離子單體置于250mL的輻照瓶中，加入適量去離子水?dāng)嚢枋蛊淙芙?，然后向液體中充入氮?dú)鈒Omin，排除氧氣，隨即密閉封口 ；
[0011](2)將密封好的輻照瓶采用I?1kGy劑量的高能射線在常溫下進(jìn)行輻照處理，輻照0.1-20小時(shí)后，形成丙烯酰胺-陽(yáng)離子單體接枝物；
[0012]SS2:殼聚糖與丙烯酰胺-陽(yáng)離子單體的輻射接枝
[0013](I)稱取一定量的殼聚糖，用體積分?jǐn)?shù)為2%的醋酸溶液溶解配制成質(zhì)量濃度為2% -6%的殼聚糖溶液備用；
[0014](2)將配好的殼聚糖溶液和N，N-亞甲基雙丙烯酰胺加入到SSl中輻照處理后丙烯酰胺-陽(yáng)離子單體接枝物中，然后向液體中充入氮?dú)鈒Omin，排除氧氣，隨即密閉封口 ；
[0015](3)將密封好的輻照瓶采用I?1kGy劑量的高能射線在常溫下進(jìn)行輻照處理，輻照時(shí)間為0.1-20小時(shí)。
[0016](4)輻照后，將膠狀物洗滌、切碎并在40_60°C下真空干燥12_20h，獲得殼聚糖-丙烯酰胺-陽(yáng)離子單體水凝膠；
[0017]步驟SSl、SS2中，所述殼聚糖、丙烯酰胺、陽(yáng)離子單體的質(zhì)量比為2?5/0.6?12/0.6 ?12。
[0018]優(yōu)選地，所述陽(yáng)離子單體為季銨鹽單體，優(yōu)選為二甲基二烯丙基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、烯丙基三甲基氯化銨、3-甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化銨。
[0019]優(yōu)選地，所述N，N-亞甲基雙丙烯酰胺占丙烯酰胺和陽(yáng)離子單體總重量的1% -3%。
[0020]優(yōu)選地，所述的輻照高能射線是6tlCo放射源產(chǎn)生的。
[0021]本發(fā)明的高能射線輻照制備的殼聚糖基水凝膠的方法，同現(xiàn)有技術(shù)相比，其積極效果在于:
[0022]本發(fā)明以殼聚糖、丙烯酰胺、陽(yáng)離子單體為主要原料，采用高能射線輻照法制備殼聚糖基水凝膠，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，接枝效率高和接枝率高，產(chǎn)物純度高，不存在引發(fā)劑殘留問(wèn)題，符合環(huán)保要求。制備的殼聚糖基水凝膠兼具天然和合成高分子兩者特性，吸附性能好，性能穩(wěn)定，成本低，有望用于生物醫(yī)學(xué)等對(duì)潔凈度要求較高的領(lǐng)域；相對(duì)于一步輻照法，兩步輻照法具有聚合反應(yīng)效率高，產(chǎn)物純凈度高，產(chǎn)品溶脹度高等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1所示是本發(fā)明提供的高能射線輻照制備殼聚糖基水凝膠的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將描述本發(fā)明的一個(gè)或者多個(gè)特定實(shí)施例。所描述的這些實(shí)施例僅是本發(fā)明的舉例說(shuō)明。此外，為了簡(jiǎn)明描述這些實(shí)施例，實(shí)際實(shí)現(xiàn)的所有特征可能未在本說(shuō)明中全部描述。應(yīng)該明白，在任何這種實(shí)際實(shí)現(xiàn)的開(kāi)發(fā)中，與在任何工程或者設(shè)計(jì)項(xiàng)目中相同，為了實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者的特定目標(biāo)，必須進(jìn)行許多特定實(shí)現(xiàn)判定，諸如服從相關(guān)系統(tǒng)限制和相關(guān)商業(yè)限制，許多特定實(shí)現(xiàn)判定從一種實(shí)現(xiàn)到另一種實(shí)現(xiàn)可以變更。此外，應(yīng)當(dāng)明白，這種開(kāi)發(fā)工作可能是復(fù)雜并且是耗時(shí)的，然而，盡管如此，開(kāi)發(fā)工作對(duì)于受益于本公開(kāi)的普通技術(shù)人員仍是從事設(shè)計(jì)、裝配和制造的例行工作。
[0025]實(shí)施例1
[0026]稱取殼聚糖、丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化銨，質(zhì)量比為3:5.6:2.4。按此配方制備水凝膠，具體方法如下:第一步稱取5.6g丙烯酰胺、2.4g 二甲基二烯丙基氯化銨置于250mL的輻照瓶中，加入適量去離子水?dāng)嚢枋蛊淙芙猓缓笙蛞后w中充入氮?dú)鈒Omin，排除氧氣，隨即密閉封口 ；將密封好的輻照瓶置于6tlCo高能射線輻射室中，在常溫下進(jìn)行輻照處理，吸收劑量為2KGy。第二步將3g殼聚糖用體積分?jǐn)?shù)為2%的10mL醋酸溶液溶解，然后和0.2g N, N-亞甲基雙丙烯酰胺一起加入到第一步中輻照處理后丙烯酰胺-陽(yáng)離子單體接枝物中，向液體中充