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喷雾干燥结合紫外交联制备甲基丙烯酸缩水甘油酯改性丝胶中空微球及其性能

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高分子材料科学与工程 2024年第3期40卷 30-38页

作者：谭宇浩杜姗韩璐张祎李勇周金利周伟涛中原工学院纺织学院河南郑州451191 中原工学院纺织服装产业研究院河南郑州451191 中原工学院郑州市绿色染整技术重点实验室河南郑州451191

为了制备高耐水性光固化丝胶蛋白(SS)微球,采用喷雾干燥与紫外交联相结合的方法,以丝胶为原料制备了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)交联SS中空微球(GMA-g-SS),该法赋予了其良好的耐水稳定性和紫外光固化性能。优化的喷雾干燥工艺参数包括:S... 详细信息

为了制备高耐水性光固化丝胶蛋白(SS)微球,采用喷雾干燥与紫外交联相结合的方法,以丝胶为原料制备了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)交联SS中空微球(GMA-g-SS),该法赋予了其良好的耐水稳定性和紫外光固化性能。优化的喷雾干燥工艺参数包括:SS浓度、进风温度及进液速度;研究了GMA浓度、二苯甲酮(BP)用量及紫外辐照时间对接枝率的影响。借助扫描电镜、红外光谱及热分析对微球表面形貌结构及稳定性进行了表征与分析。结果表明,喷雾干燥SS微球呈单分散空心结构,直径约5~20μm;GMA-g-SS微球红外光谱在1152 cm^(-1)和764 cm^(-1)处出现环氧基的吸收峰,表明GMA与SS交联成功。交联后微球呈黏连聚集状态,具有较高的紫外光固化性能且耐水稳定性大幅提升,溶失率仅为17.1%。所制备的GMA-g-SS微球具有可调的耐水稳定性和紫外光固化性,是一种有潜力的光固化3D打印生物材料。

关键词：丝胶喷雾干燥交联空心微球紫外光固化

壳聚糖-京尼平纳米凝胶体系交联动力学与应用

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高分子学报 2024年第3期55卷 275-286页

作者：赵欣悦李培通刘砚华胡冰刘勇刚陈全中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室长春130022 中国科学技术大学应用化学与工程学院合肥230026 南京农业大学食品科技学院南京210095

天然交联剂京尼平交联壳聚糖稀溶液可得到具有生物相容性的纳米凝胶.利用非对称流场流分离(AF4)对该纳米凝胶交联过程中的尺寸分布及结构演化进行系统研究,发现纳米凝胶分子量分布很宽,跨越3个数量级,但尺寸分布较窄.为探究该规律的普适... 详细信息

天然交联剂京尼平交联壳聚糖稀溶液可得到具有生物相容性的纳米凝胶.利用非对称流场流分离(AF4)对该纳米凝胶交联过程中的尺寸分布及结构演化进行系统研究,发现纳米凝胶分子量分布很宽,跨越3个数量级,但尺寸分布较窄.为探究该规律的普适性,系统研究了预聚物链的分子量以及交联剂浓度对于凝胶行为的影响.发现:(1)不同分子量预聚物得到的纳米凝胶具有相似的尺寸与分子量分布特征,其中相同分子量产物的特征尺寸会随着预聚物分子量的降低而减小,这一现象是由于达到相同尺寸时,低分子量预聚物形成凝胶支化程度更高造成的,这一结论也进一步通过分析比较反应程度与链内密度得到证实;(2)随着交联浓度的提高,凝胶特征尺寸先逐渐降低再逐渐升高.这是由于京尼平具有2个交联位点,交联分两步进行,尺寸降低是由于链内交联密度增加造成纳米凝胶网络结构塌缩,后续尺寸升高是由于第一步交联过度后,反而不利于第二步交联的进行;(3)制备的壳聚糖-京尼平纳米凝胶由于其尺寸的均一性和亲疏水平衡性,可作高效乳化剂制备Pickering乳液:仅需要0.57wt%的壳聚糖纳米凝胶就可以制备稳定的含油量可高达90%的Pickering乳液.

关键词：壳聚糖京尼平交联纳米凝胶场流分离高内相乳液

壳寡糖交联明胶可生物降解薄膜的制备与性能研究

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食品工业科技 2024年第13期45卷 1-8页

作者：刘桂艳王贝杨若熙秦中立武汉华夏理工学院生物与制药工程学院湖北武汉430223 湖北科技学院电子与信息工程学院湖北咸宁437100

目的:研究壳寡糖改性对明胶基薄膜性能的影响。方法:以废猪皮中提取明胶为基质,以壳寡糖和聚乙烯醇为改性交联剂,制备得到了明胶基薄膜。利用红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、分光光度法、拉力试验测试法对其结构和力学性能进行... 详细信息

目的:研究壳寡糖改性对明胶基薄膜性能的影响。方法:以废猪皮中提取明胶为基质,以壳寡糖和聚乙烯醇为改性交联剂,制备得到了明胶基薄膜。利用红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、分光光度法、拉力试验测试法对其结构和力学性能进行了测定,并测试了明胶基薄膜在抗氧化、抗菌、水稳定性和生物降解方面的性能。结果:交联改性后明胶薄膜的力学性能得到显著提升,断裂应力最高可达37.09 MPa,最大撕裂能为56.71 kJ/m^(2),且浸泡于水中48 h仍能维持良好的物理形态,此外,薄膜还拥有优异透光性(最大可达92.32%),良好抗氧化性(自由基的清除率最高可达75.12%),优异抗菌性和生物降解性(完全降解时间<45 h)。结论:壳寡糖改性一定程度上改善了明胶基薄膜的力学性能和生物降解性能,赋予了薄膜良好抗菌性和抗氧化能力,表明其在食品包装上存在较大潜在应用价值。

关键词：明胶壳寡糖交联可生物降解薄膜性能

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EDC/NHS交联重组胶原蛋白水凝胶修复关节软骨缺损

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中国材料进展 2024年第4期43卷 344-354页

作者：黄长瑾雷桓唐晓军中国医学科学院北京协和医学院整形外科医院北京100144 西北大学化工学院陕西西安710069 西北大学生物医药研究院陕西西安710069

关节软骨损伤、缺损是一种常见且严峻的临床挑战,没有有效的治疗方法,基于胶原蛋白的水凝胶是软骨组织工程的研究热点之一,但在开发具有良好生物相容性且可安全交联的胶原蛋白产品,并提高软骨修复有效性方面仍然存在巨大挑战。将重组Ⅰ... 详细信息

关节软骨损伤、缺损是一种常见且严峻的临床挑战,没有有效的治疗方法,基于胶原蛋白的水凝胶是软骨组织工程的研究热点之一,但在开发具有良好生物相容性且可安全交联的胶原蛋白产品,并提高软骨修复有效性方面仍然存在巨大挑战。将重组Ⅰ型胶原蛋白和重组Ⅲ型胶原蛋白通过EDC/NHS交联,制备了2种水凝胶,均表现出良好的三维孔隙结构以及优异的力学性能和可降解性。研究发现,重组Ⅰ型胶原蛋白水凝胶(Gel-Ⅰ)和重组Ⅲ型胶原蛋白水凝胶(Gel-Ⅲ)能促进人骨髓间充质干细胞(human bone-marrow mesenchymal stem cells,HBMSCs)糖胺聚糖的分泌,Gel-Ⅰ可以显著上调HBMSCs表达COLⅡ基因和SOX9基因,Gel-Ⅲ可以显著上调SOX9基因表达。在兔子膝关节软骨修复模型中,与对照组和Gel-Ⅲ组相比,Gel-Ⅰ组在骨体积大小方面表现出明显优势,软骨下骨已形成并有效恢复,小梁的数量和厚度最高,小梁分布更均匀,并且缺损处新软骨厚度与相邻软骨厚度相同。因此,Gel-Ⅰ在软骨修复有效性以及安全性方面具有极大的临床应用潜力。

关键词： EDC/NHS 交联重组胶原蛋白可注射水凝胶关节软骨修复

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不同交联方法构建的胶原基支架及其性能表征

功能高分子学报 2024年第1期37卷 49-56页

作者：孔彦惠张传蕾刘慧玉陈诚高闻语奚晓玮郭佳刘杨常州大学生物医学工程与健康科学研究院江苏常州213164 常州大学药学院、生物与食品工程学院江苏常州213164 常州大学医学与健康工程学院江苏常州213164

分别采用1-乙基-(3-二甲氨基丙基)碳酰二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)交联法、甲基丙烯酸酐(MA)修饰光聚合交联法和苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基磷酸锂(LAP)光交联法制备了3种胶原基支架材料,并对其微观结构、理化性能和生物学性能... 详细信息

分别采用1-乙基-(3-二甲氨基丙基)碳酰二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)交联法、甲基丙烯酸酐(MA)修饰光聚合交联法和苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰基磷酸锂(LAP)光交联法制备了3种胶原基支架材料,并对其微观结构、理化性能和生物学性能进行了评价。结果表明:这3种交联法制备的胶原基支架材料的孔洞结构具有显著差异,其孔径范围均为50~250μm,符合组织修复材料对孔径的需求。此外,通过MA复合光交联所得的胶原基支架材料(Col-MA),其抗压强度可达2.17 MPa,满足组织工程理想支架材料对力学性能的基本要求。生物相容性实验结果表明,这3种支架材料均能够为细胞生长提供合适的空间以及供应足够的营养物质。

关键词：胶原组织工程支架材料交联多孔结构生物材料

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交联型自修复水性聚氨酯的合成与性能

工程塑料应用 2024年第8期52卷 39-45页

作者：党海春武美君边祥成林先鸿梁晋帆李杰赵剑波张子梁太原工业学院材料工程系太原030008

水性聚氨酯膜容易被划伤,利用双硫键引发的动态交换反应可赋予水性聚氨酯自修复能力。但动态共价键键合强度较弱,导致水性聚氨酯的自修复和力学性能难以兼得。采用聚环氧丙烷醚三醇和含双硫键的2-羟乙基二硫化物,在水性聚氨酯分子中同... 详细信息

水性聚氨酯膜容易被划伤,利用双硫键引发的动态交换反应可赋予水性聚氨酯自修复能力。但动态共价键键合强度较弱,导致水性聚氨酯的自修复和力学性能难以兼得。采用聚环氧丙烷醚三醇和含双硫键的2-羟乙基二硫化物,在水性聚氨酯分子中同时引入双硫键和支化结构,制得高强度、交联型的自修复水性聚氨酯。以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇、聚环氧丙烷醚三醇、2-双(羟甲基)丙酸(DMPA)以及2-羟乙基二硫化物(HEDS)等为主要原料,经预聚物法合成不同DMPA/HEDS物质的量比的IPDI型交联型自修复水性聚氨酯,研究DMPA与HEDS物质的量比对水性聚氨酯乳液稳定性、水性聚氨酯胶膜力学性能和自修复性能的影响。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪和拉曼光谱对其进行结构表征,验证了含双硫键的自修复水性聚氨酯的成功合成。双硫键和支化结构的同时引入显著提高了水性聚氨酯胶膜的拉伸强度和自修复性能,当DMPA与HEDS物质的量比为1∶1时,拉伸强度从不含双硫键聚氨酯胶膜的13.1 MPa提高到24.2 MPa,自修复后强度达19.4 MPa,自修复率达80.1%。

关键词：水性聚氨酯双硫键交联自修复胶膜

美拉德反应交联对静电纺丝葡聚糖/玉米醇溶蛋白纳米纤维性质的影响

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食品与发酵工业 2024年第11期50卷 95-101页

作者：任玉朋瞿子翔罗仕园安建辉邓伶俐湖北民族大学生物与食品工程学院湖北恩施445000

该研究通过静电纺丝法制备葡聚糖/玉米醇溶蛋白纳米纤维,并在60℃、相对湿度50%的条件下进行美拉德反应交联,分析交联后纳米纤维微观形态和宏观特性的变化。通过扫描电子显微镜观察到美拉德反应交联对纳米纤维形态无显著影响。红外光谱... 详细信息

该研究通过静电纺丝法制备葡聚糖/玉米醇溶蛋白纳米纤维,并在60℃、相对湿度50%的条件下进行美拉德反应交联,分析交联后纳米纤维微观形态和宏观特性的变化。通过扫描电子显微镜观察到美拉德反应交联对纳米纤维形态无显著影响。红外光谱变化证明了美拉德反应交联的发生,热性能分析、X射线衍射分析观察到交联后纳米纤维的热稳定性有所提高,呈有序向无序转变的趋势。水接触角测试表明交联使纳米纤维疏水性得到提升。拉伸测试的结果表明,交联使纳米纤维的弹性模量显著增加,而对其断裂伸长率和拉伸强度无显著影响。水蒸气渗透率试验的结果表明,交联使纳米纤维的水蒸气阻隔性得到提高。研究结果表明,在美拉德反应后,葡聚糖/玉米醇溶蛋白纳米纤维的性能得到一定的改善,并有望应用于食品包装材料。

关键词：美拉德反应交联静电纺丝纳米纤维

交联剂对PPC-P/PBS和PPC-P/PBAT性能的影响

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工程塑料应用 2024年第5期52卷 146-152页

作者：毛清国李雪张佰城黄兆阁郑雨欣辽宁宝来生物能源有限公司辽宁盘锦124100 青岛科技大学高分子科学与工程学院山东青岛266042

聚酯-聚碳酸酯共聚物(PPC-P)作为一种新兴材料,具有良好的发展前景,但目前对其的研究较少,因此选用PPC-P脆性材料进行性能优化,希望拓展材料的应用市场。将PPC-P与不同比例的聚丁二酸丁二酯(PBS)和聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)进行... 详细信息

聚酯-聚碳酸酯共聚物(PPC-P)作为一种新兴材料,具有良好的发展前景,但目前对其的研究较少,因此选用PPC-P脆性材料进行性能优化,希望拓展材料的应用市场。将PPC-P与不同比例的聚丁二酸丁二酯(PBS)和聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)进行共混后确定最佳共混比,后添加过氧化二异丙苯(DCP)进行改性。考察了PPC-P/PBS/DCP和PPC-P/PBAT/DCP共混物的冲击断面形貌、流变性能、力学性能和热性能。结果表明,PPC-P/PBS和PPC-P/PBAT最佳共混比选定为80/20,拉伸强度分别为36.9 MPa和35.4 MPa,断裂伸长率分别为117%和144%。差示扫描量热分析仪数据中两个玻璃化转变温度互相靠近,两种聚合物之间产生了增容作用。DCP加入后,PPC-P/PBAT和PPC-P/PBS复合材料的拉伸强度均有提高,PPC-P/PBAT复合材料复数黏度随DCP含量增大上升幅度较小,有利于加工应用。红外光谱图中1160 cm^(-1)和1050 cm−1处的C—O—C不对称和对称弯曲振动峰变弱,验证PPC-P分子链中的β碳发生交联。综上所述,PPC-P/PBS/DCP复合材料综合力学性能更佳,适合玩具模型的生产制造;PPC-P/PBAT/DCP复合材料加工黏度更低,有利于在吹膜包装领域的应用。

关键词：聚酯-聚碳酸酯共聚物交联热学性能流变

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化学交联高密度聚乙烯的结构与性能

塑料 2024年第5期53卷 28-32,37页

作者：王慧杰张宜鹏廖辉荣曹金波北京华腾京研科技有限公司北京100084

采用过氧化物引发交联高密度聚乙烯(HDPE),分析了交联后样品的微观结构、交联剂含量、助交联剂含量及HDPE树脂种类对交联高密度聚乙烯(XL-HDPE)的交联度、力学性能及热性能的影响,确定了最佳交联条件,并将制备的XL-HDPE与进口交联高密... 详细信息

采用过氧化物引发交联高密度聚乙烯(HDPE),分析了交联后样品的微观结构、交联剂含量、助交联剂含量及HDPE树脂种类对交联高密度聚乙烯(XL-HDPE)的交联度、力学性能及热性能的影响,确定了最佳交联条件,并将制备的XL-HDPE与进口交联高密度聚乙烯(XLPE-H)进行了对比。结果表明,采用2种不同的HDPE,随着交联剂含量和助交联剂含量的增加,XL-HDPE的交联度和冲击强度均呈现增大的趋势,断裂伸长率、熔融温度、结晶温度及结晶度均呈下降的趋势。当交联剂的含量为0.3份时,制备的XL-HDPE的冲击强度能达到100kJ/m^(2)以上,断裂伸长率达到400%以上,与XLPE-H相比,其拉伸应变及冲击强度均较好,证明了制备的XL-HDPE具有较好的力学性能。

关键词：高密度聚乙烯过氧化物交联断裂伸长率冲击强度