论文总字数：20607字

摘 要

水凝胶，近年来被广泛研究的一种新型高分子材料，它的种类和性能多种多样，在生物医学、工业、农业、日用品等领域皆有应用。壳聚糖、海藻酸钠、京尼平三种有机化合物都是自然界广泛存在的，且带有天然的抗菌效果，以它们为原料制得的复合水凝胶结构稳定、性能优良。但单纯的壳聚糖海藻酸钠水凝胶的抗菌性还不足以在医疗、食品、日用品方面广泛应用。本文以壳聚糖海藻酸钠水凝胶为基础研究体系，探讨通过提高壳聚糖的抗菌性的方法来提高水凝胶的抗菌性的可能性。通过查阅文献资料中的现有研究，对比总结不同的衍生化壳聚糖的抗菌性造成凝胶的抗菌性的提高，探究由壳聚糖的衍生物提高水凝胶抗菌性能的较优方法，以此期望扩大壳聚糖海藻酸钠水凝胶的应用范围。

关键词：衍生化壳聚糖；海藻酸钠；水凝胶；京尼平；抗菌性能

Study on the preparation of antibacterial chitosan sodium alginate hydrogel by derivatization

Abstract

Hydrogel is a new-type orientation of polymer material. It has been widely researched in recent years. It has a variety of types and performances. It can used in biomedicine, industrial engineering, agriculture, daily necessities and other domains. Chitosan, sodium alginate and genipin are organic compounds widely existing in nature, and have natural antibacterial effects. The composite hydrogels made from them are stable in structure and excellent in performance. However, the antibacterial property of simple chitosan sodium alginate hydrogel is not enough to be widely used in medical, food, and daily necessities. This article uses chitosan sodium alginate hydrogel as the basic research system to explore the possibility of improving the antibacterial properties of hydrogels by improving the antibacterial properties of chitosan. By reading the literature resources which contains informations on related researches, the antibacterial properties of different derivatized chitosans are compared to enhance the antibacterial properties of the gel, and a better method for enhancing the antibacterial properties of hydrogels by using chitosan derivatives to expand the application range of chitosan sodium alginate hydrogel.

Keywords: Derivatized Chitosan，Sodium Alginate，Hydrogel，Genipin，Antibacterial Properties

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1水凝胶的概述 1

1.1.1 定义 1

1.1.2 应用 1

1.1.3 制备方法 2

1.2壳聚糖海藻酸钠水凝胶 2

1.2.1 壳聚糖海藻酸钠水凝胶的组成 2

1.2.2 壳聚糖海藻酸钠水凝胶的制备 3

1.2.3 壳聚糖海藻酸钠水凝胶的特点及应用 4

1.3 壳聚糖海藻酸钠水凝胶的抗菌性 4

1.3.1提高抗菌性的方法 4

1.3.2测试抗菌性的方法 4

1.4本课题的研究目的及主要内容 5

第二章 壳聚糖的衍生化 6

2.1 衍生化的定义 6

2.2 壳聚糖衍生化的方法 6

2.2.1羧甲基化法 6

2.2.2羟丙基化法 7

2.2.3季胺化法 8

2.2.4 酰基化法 8

2.3 本章小结 9

第三章 壳聚糖衍生化方案对比 10

3.1壳聚糖衍生物的合成 10

3.2方案对比 11

3.3产生的影响 12

3.4壳聚糖及其衍生物的抗菌性 13

3.5 本章小结 14

第四章 季铵盐壳聚糖海藻酸钠水凝胶 15

4.1 季铵盐壳聚糖衍生物的制备及定性测试 15

4.1.1方法探究 15

4.1.2 红外光谱测试 15

4.1.3 取代度测试 15

4.2 季铵盐壳聚糖海藻酸钠水凝胶的制备及性能研究 15

4.2.1方法探究 15

4.2.2 性能研究 16

4.3 复合水凝胶的抗菌性及应用 17

4.3.1 季铵盐壳聚糖海藻酸钠水凝胶的抗菌性 17

4.3.2 季铵盐壳聚糖海藻酸钠水凝胶的应用 17

4.4 本章小结 18

第五章 总结与展望 19

5.1 全文总结 19

5.2 展望 19

致 谢 20

参考文献 21

第一章 引 言

1.1水凝胶的概述

1.1.1 定义

水凝胶，顾名思义是具有强亲水性的凝胶，是由水溶性高分子为原料发生交联形成的具有大量亲水基团的聚合物，微观上表现为贯穿型网络结构。其中的亲水基团可与水分子以氢键等方式连结，将水分子留在贯穿网络内部，同时，疏水基团的存在可以间隔不同的亲水网络，使水凝胶形成稳定的三维互穿网络结构，有较好的吸水和保水能力，且能保持一定的形态。由水溶性或亲水性的高分子原料发生交联制得的凝胶，可分为天然水凝胶和合成水凝胶^[1]，由多糖类（淀粉、纤维素、壳聚糖等）或多肽类（胶原、明胶等）原料制得的天然水凝胶毒性低且有良好的生物相容性，由化工生产的化合物（聚丙烯酸，聚丙烯醇，聚丙烯酰胺等）制得的合成水凝胶常对金属离子有吸附作用。水凝胶种类和性能多样，是当代一种新型功能材料。

1.1.2 应用

水凝胶吸水后体积的溶胀和收缩被视作是对外界刺激（温度、pH值、离子强度等）的敏感性响应^[2]，这一特点在医疗材料、工业辅料、农业生产、日化等方面应用广泛。大体上，天然水凝胶常用于生物医疗领域^[3]，合成水凝胶常用于工业生产。且大多高分子水凝胶表现出环境友好的特质，近年来作为一种新的环保型功能材料被众多研究者关注。可见，水凝胶材料及相关产品随着国内经济、技术的进步市场空间和应用前景会更加广阔。

（1）生物医学领域的应用

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