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丝胶改性水性聚氨酯的合成及其在天然乳胶中的应用

作　者: 刘虎邱
导　师: 田晓慧
学　校: 华东理工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 丝胶水性聚氨酯壳聚糖杂凝聚共混天然乳胶过敏性
分类号: TQ323.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

天然乳胶作为天然可再生资源,具有优良的物理机械性能,作为医用薄膜材料已得到广泛应用,但是其制品存在着对人体皮肤的过敏以及表面粘连穿戴不适等问题。本论文针对过敏及表面粘连等问题,引入了具有良好生物相容性的丝胶蛋白和优异物理机械性能的水性聚氨酯,采用杂凝聚技术实现改性表面高分子迁移,形成结构致密并具有皮肤亲和性的薄膜材料。本课题研究先合成了丝胶接枝水性聚氨酯乳液,改变不同的原料配比来探索所得乳液的最佳性能；用FTIR和13CNMR等表征手段证明了丝胶成功接枝到水性聚氨酯预聚体中。之后利用杂凝聚共混方法,在适当的pH值条件下,把天然乳胶和丝胶接枝物进行杂凝聚共混,考察不同的配比对乳液性能以及所成薄膜的影响,并且对改性材料进行了细胞毒性、皮肤刺激、可溶出蛋白等过敏表征。研究结果表明：杂凝聚共混改性的乳液粒子呈现明显的核壳结构,核层为天然乳胶粒子,壳层为丝胶接枝物粒子,且壳层不止一层；杂凝聚共混乳液所成的薄膜表面改善了天然乳胶薄膜存在的细小裂纹,表面致密有明暗条纹,且用壳聚糖修饰后的薄膜表面平整光滑；共混改性后的薄膜的交联密度要高于天然乳胶薄膜,耐溶剂性能也要大大优于天然乳胶薄膜；共混改性后的薄膜的拉伸强度要高于天然乳胶薄膜,断裂伸长率低于天然乳胶薄膜,但在使用范围之内；改性后的薄膜没有明显的细胞毒性,且从皮肤刺激试验中看出,改性薄膜对皮肤的过敏情况要小于天然乳胶薄膜,对皮肤也有一定的保湿作用,可溶出蛋白也佐证了改性薄膜达到了降低过敏反应的目的。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-26
  1.1 丝胶蛋白的研究现状  10-14
    1.1.1 丝胶蛋白的结构组成  10
    1.1.2 丝胶蛋白的性质  10-11
    1.1.3 丝胶蛋白的回收现状  11-12
    1.1.4 丝胶蛋白的应用研究  12-14
  1.2 水性聚氨酯的研究及应用  14-18
    1.2.1 水性聚氨酯的研究进展  14-17
    1.2.2 发展趋势  17-18
  1.3 壳聚糖的概述  18-21
    1.3.1 壳聚糖的结构和物理化学性质  18-20
    1.3.2 壳聚糖的应用领域  20-21
  1.4 聚合物共混的研究与应用  21-22
    1.4.1 聚合物共混改性的发展概况  21-22
    1.4.2 聚合物共混的方法和目的  22
  1.5 天然乳胶制品过敏问题的研究现状  22-25
    1.5.1 天然乳胶制品过敏问题的提出  22-23
    1.5.2 导致天然乳胶制品过敏的原因  23
    1.5.3 目前相应的解决措施  23-25
  1.6 本课题研究的目的、意义及创新点  25-26
    1.6.1 研究目的  25
    1.6.2 创新点及意义  25-26
第2章丝胶接枝水性聚氨酯的合成与表征  26-41
  2.1 引言  26
  2.2 实验部分  26-31
    2.2.1 原料与试剂  26-27
    2.2.2 实验仪器与测试设备  27-28
    2.2.3 表征方法与测试  28-30
    2.2.4 制备部分  30-31
      2.2.4.1 水溶性丝胶粉末的提取  30
      2.2.4.2 水性聚氨酯预聚体(WPU)的合成  30
      2.2.4.3 WPU与丝胶的接枝及共混  30-31
    2.2.5 表征测试  31
      2.2.5.1 红外光谱测试  31
      2.2.5.2 核磁共振C13谱分析  31
      2.2.5.3 热失重分析  31
      2.2.5.4 差式扫描量热分析(DSC)  31
  2.3 结果与讨论  31-40
    2.3.1 WPU中NCO/OH(R值)及DMPA用量的选择  31-33
    2.3.2 丝胶用量对接枝产物的影响  33-40
  2.4 本章结论  40-41
第3章丝胶接枝物在天然乳胶中的改性与应用  41-56
  3.1 引言  41
  3.2 实验部分  41-46
    3.2.1 原料与试剂  41-42
    3.2.2 实验仪器与测试设备  42-43
    3.2.3 制备部分  43-45
      3.2.3.1 天然乳胶硫化胶的制备  43-45
      3.2.3.2 丝胶接枝物与天然乳胶的杂凝聚共混  45
    3.2.4 表征测试  45-46
      3.2.4.1 Zeta电位测试  45
      3.2.4.2 乳液粒径测试  45
      3.2.4.3 透射电镜测试  45
      3.2.4.4 扫描电镜测试  45-46
      3.2.4.5 耐油性测试  46
      3.2.4.6 力学性能测试  46
      3.2.4.7 交联密度测试  46
      3.2.4.8 薄膜的细胞毒性测试  46
      3.2.4.9 皮肤刺激试验和可溶出蛋白测试  46
  3.3 结果与讨论  46-54
    3.3.1 pH值对共混产物的影响  46-50
    3.3.2 接枝物用量对共混产物的影响  50-54
  3.4 本章结论  54-56
第4章壳聚糖对天然乳胶制品的改性与应用  56-63
  4.1 引言  56
  4.2 实验方法  56-57
    4.2.1 丝胶接枝物和天然乳胶不同比例共混乳液的制备  56
    4.2.2 不同壳聚糖含量的共混薄膜的制备  56-57
  4.3 结果与讨论  57-62
    4.3.1 不同壳聚糖含量的共混膜的红外光谱分析  57-58
    4.3.2 天然乳胶/丝胶接枝物/壳聚糖共混薄膜的X射线衍射分析  58-59
    4.3.3 天然乳胶/丝胶接枝物/壳聚糖共混薄膜的扫描电镜分析  59-60
    4.3.4 不同壳聚糖含量的共混薄膜的力学性能分析  60-61
    4.3.5 不同壳聚糖含量的共混薄膜的细胞毒性测试  61-62
  4.4 本章结论  62-63
第5章结论  63-64
参考文献  64-70
致谢  70-71
附录:作者攻读硕士研究生期间的科研成果  71

丝胶改性水性聚氨酯的合成及其在天然乳胶中的应用

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