海藻酸基泡沫海绵的制备及性能研究

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本文采用机械搅拌致孔法,制备了三种具有多孔结构的海藻酸基海绵,包括海藻酸钙海绵、壳聚糖表面改性海藻酸钙海绵以及海藻酸-壳聚糖共混复合海绵,并对海绵的孔结构、溶胀性能、吸液率与保液率、力学性能等进行了测试,其中海藻酸钙海绵与壳聚糖表面改性海藻酸钙海绵还进行了纳米银的负载及抑菌试验。实验结果如下:(1)采用乙醇-甘油的水溶液处理海藻酸钙(ALG)干海绵,可获得柔韧性良好的海藻酸钙软海绵;海绵的吸液率、保液率和拉伸强度随乙醇含量的升高而升高,随甘油含量的升高而降低;断裂伸长率的变化恰好相反;以Ag NO3为前驱体,利用海藻酸钙和甘油的还原作用,一步法制备了载有纳米银颗粒的海藻酸钙海绵,纳米银分布均匀,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有良好的抑制作用。(2)将壳聚糖(CS)和Ag+对蒙脱土(MMT)进行插层,制备了CS-MMT和CS-Ag-MMT聚合物-硅酸盐纳米复合材料,将CS和CS-MMT覆于海藻酸钙海绵表面,制备了CS-ALG海绵和CS-MMT-ALG海绵。ALG海绵覆壳聚糖膜后,平衡溶胀度降低,CS-ALG海绵中添加MMT不影响平衡溶胀度,但使溶胀速率降低。海绵的吸液率与保液率CCD(Central Composite Design)分析结果表明,对于CS-ALG海绵与CS-MMT-ALG海绵,其吸液率与保液率随着壳聚糖与甘油含量的提高而降低。海绵的拉伸强度CCD分析结果表明,对于CS-ALG海绵,其拉伸强度随CS增加而提高,MMT为0.03g,CS为0.3%,甘油6%时,海绵具有最大的拉伸强度0.14MPa。CS-Ag-MMT-ALG海绵对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有良好的抑制作用。(3)采用海藻酸钠泡沫液和壳聚糖泡沫液相混合,可得到结构均匀的CS-ALG共混复合海绵。随着海藻酸钠与壳聚糖含量比的增加,共混复合海绵的大孔比例增加,随着Ca Cl2-甘油水溶液中Ca Cl2含量的增加,海绵小孔比例升高。CS-ALG共混复合海绵的吸液率和拉伸强度均随着壳聚糖与海藻酸钠含量比的增加而降低,随着Ca Cl2含量的升高而升高。当海藻酸钠与壳聚糖含量比为1:1,Ca Cl2浓度为0.3%时,拉伸强度最大达到0.29MPa。以上三种海绵的最大吸液率均可达到10倍左右。
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