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)，而且這種材料來源廣泛、價格低廉、對環(huán)境無污染，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，需要對殼聚糖進(jìn)行改性來制備水凝膠，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PH的響應(yīng)具有可逆性，并且該凝膠還表現(xiàn)出對鹽的敏感性和陽離子交換的性質(zhì)。另有現(xiàn)有技術(shù)通過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)藥等對對潔凈度要求較高領(lǐng)域的應(yīng)用。相對于化學(xué)法而言，輻射法有一定的優(yōu)勢，國內(nèi)外的現(xiàn)有技術(shù)中也有廣泛的公開，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離子單體接枝，然后再次通過高能輻照將接枝了陽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)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(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程和步驟:
[0009]SSl:丙烯酰胺與陽離子單體的輻射接枝
[0010](I)稱取丙烯酰胺、陽離子單體置于250mL的輻照瓶中，加入適量去離子水?dāng)嚢枋蛊淙芙猓缓笙蛞后w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小時后，形成丙烯酰胺-陽離子單體接枝物；
[0012]SS2:殼聚糖與丙烯酰胺-陽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，輻照時間為0.1-20小時。
[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-陽離子單體水凝膠；
[0017]步驟SSl、SS2中，所述殼聚糖、丙烯酰胺、陽離子單體的質(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，制備過程簡單，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)等對潔凈度要求較高的領(lǐng)域；相對于一步輻照法，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)明的一個或者多個特定實(shí)施例。所描述的這些實(shí)施例僅是本發(fā)明的舉例說明。此外，為了簡明描述這些實(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，這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜并且是耗時的，然而，盡管如此，開發(fā)工作對于受益于本公開的普通技術(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-陽離子單體接枝物中，向液體中充