1.本書全面系統(tǒng)地介紹了溫度響應(yīng)型聚合物的定義和理化性質(zhì),重點介紹了溫度響應(yīng)型烷基纖維素、烷基纖維素凝膠、烷基淀粉、烷基淀粉凝膠、烷基瓜爾膠等多糖化學(xué)品的設(shè)計理念、合成策略以及物理化學(xué)性質(zhì)。2.本書介紹了多糖基溫度響應(yīng)聚合物在生物醫(yī)學(xué)、分離工程等諸多領(lǐng)域的實際應(yīng)用。3.本書可供從事智能高分子材料、功能型生物質(zhì)材料、高分子科學(xué)、復(fù)合材料科學(xué)、精細化工等領(lǐng)域的高校學(xué)生和科研人員、工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和參考。
刺激響應(yīng)型聚合物是智能材料的一個重要分支,它是一類能通過溫度、pH、光照、離子強度、磁場等外部環(huán)境條件的微弱改變,使其自身的物理和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化的材料。在眾多的外界刺激因素中,溫度的改變相對比較容易,溫度響應(yīng)型聚合物對外界溫度微小的變化就能做出刺激響應(yīng),因此溫度響應(yīng)型聚合物在生物、化學(xué)藥物控釋,物相分離,醫(yī)用生物高分子材料等領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用價值。多糖作為自然界中廣泛存在的重要天然高分子,具有生物相容性、生物降解性以及易被生物體吸收等優(yōu)勢。多糖基溫度響應(yīng)材料因其資源、結(jié)構(gòu)和性能等優(yōu)勢得到了相關(guān)研究者的青睞。
本書全面介紹了溫度響應(yīng)多糖化學(xué)品的設(shè)計、合成及應(yīng)用。全書共分6章,第1章介紹了溫度響應(yīng)型聚合物的定義和幾個重要特性參數(shù)。第2~3章介紹溫度響應(yīng)型烷基纖維素化學(xué)品,其中第2章對溫度響應(yīng)型烷基纖維素醚的設(shè)計、合成方法、物理化學(xué)性質(zhì)及其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用進行深度剖析;第3章介紹溫度響應(yīng)型烷基纖維素基水凝膠的合成、性能及應(yīng)用。第4~5章著重介紹溫度響應(yīng)型烷基淀粉化學(xué)品,其中第4章主要介紹烷基淀粉醚的合成方法和溫度響應(yīng)性能;第5章為基于烷基淀粉醚的功能型溫度響應(yīng)水凝膠的設(shè)計合成及應(yīng)用,包括烷基淀粉水凝膠和與其他多糖組成的復(fù)合水凝膠,并重點對它們在分離工程領(lǐng)域的應(yīng)用進行闡述。第6章介紹了溫度響應(yīng)型瓜爾膠醚的合成和溫度響應(yīng)性能。書中部分彩圖放于二維碼中,讀者掃碼即可參閱。
本書中介紹的主要研究工作得到了國家自然科學(xué)基金(編號:31901775)、遼寧省自然科學(xué)基金面上項目(編號:2023-MS-285)、遼寧省教育廳面上項目(編號:LJKMZ20221101)和大連市青年科技之星(編號:2021RQ113)等的資助。本書部分研究內(nèi)容得到了浙江大學(xué)劉鷹教授、大連理工大學(xué)具本植教授,以及鄢東茂、袁胥、張成龍、曹守琴、郭全瑩、呂繼祥、邱日園等專家的指導(dǎo)與支持,在此向諸位專家致以真摯的謝意。本書的出版得到了大連海洋大學(xué)海洋科技與環(huán)境學(xué)院、設(shè)施漁業(yè)重點實驗室和浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院的大力支持,在此一并表示感謝。
由于作者水平有限,書中難免有不妥和疏漏之處,敬請各位讀者批評指正。
田野
2024年4月
第1章 緒論 001~014
1.1 溫度響應(yīng)型聚合物 002
1.1.1 溫度響應(yīng)型聚合物概述 002
1.1.2 溫度響應(yīng)原理 002
1.2 溫度響應(yīng)型聚合物的幾個重要參數(shù)及測定方法 004
1.2.1 最低臨界溶解溫度 004
1.2.2 臨界絮凝溫度 009
1.2.3 相體積轉(zhuǎn)變溫度 012
第2章 溫度響應(yīng)型烷基纖維素化學(xué)品 015~106
2.1 丁氧基纖維素醚(HBPEC)和異丙氧基纖維素醚(HIPEC)的合成及性能研究 017
2.1.1 HBPEC和HIPEC的合成與表征 017
2.1.2 HBPEC和HIPEC的溫度響應(yīng)性能研究 029
2.1.3 HBPEC和HIPEC的自組裝行為及其對尼羅紅增溶行為研究 046
2.1.4 HBPEC對水溶液中疏水性染料的移除及其回收再利用 056
2.1.5 HIPEC對Nile Red溫度控制釋放行為研究 059
2.2 2-羥基-3-烯丙氧基丙基纖維素(HAPEC)的合成及性能研究 063
2.2.1 HAPEC的合成與表征 064
2.2.2 HAPEC的溫度響應(yīng)性能研究 070
2.2.3 HAPEC的自組裝行為及其對尼羅藍增溶行為研究 075
2.2.4 HAPEC在藥物控釋方面的應(yīng)用 081
2.3 丁氧基化陽離子纖維素(TPBCC和TTBCC)的制備及性能研究 084
2.3.1 TPBCC和TTBCC的合成與表征 084
2.3.2 TPBCC和TTBCC的溫度響應(yīng)性能研究 093
2.3.3 TPBCC的絮凝性能研究 102
第3章 溫度響應(yīng)型烷基纖維素凝膠化學(xué)品 107~130
3.1 溫度響應(yīng)型烷基纖維素微凝膠(HBPECmg)的制備及性能研究 108
3.1.1 HBPECmg的制備及性能測試方法 108
3.1.2 HBPECmg的制備條件優(yōu)化和表征 109
3.1.3 HBPECmg的溫度響應(yīng)性能研究 113
3.2 溫度響應(yīng)型烷基纖維素大塊凝膠(HBPECEDGE)的制備及性能研究 116
3.2.1 HBPECEDGE的制備及表征 116
3.2.2 HBPECEDGE的溫度響應(yīng)性能研究 120
3.3 烷基纖維素凝膠的應(yīng)用 122
3.3.1 HBPECEDGE凝膠對羅丹明B的吸附-釋放 122
3.3.2 用于檢測溫度變化的纖維素基凝膠光化學(xué)傳感器 125
3.3.3 溫度響應(yīng)型纖維素凝膠對藥物的控制釋放 128
第4章 溫度響應(yīng)型烷基淀粉化學(xué)品 131~150
4.1 2-羥基-3-烷氧基丙基羥乙基淀粉(HAPS)的合成及性能研究 132
4.1.1 HAPS的制備及表征 132
4.1.2 HAPS的溫度響應(yīng)性能研究 135
4.1.3 HAPS的自組裝行為及其溫度響應(yīng)聚集行為研究 140
4.2 2-羥基-3-[2-丁氧基(乙氧基)m]丙基降解蠟質(zhì)玉米淀粉(BEmS)的合成及性能研究 143
4.2.1 BEmS的合成與表征 143
4.2.2 BEmS的溫度響應(yīng)性能研究 145
4.2.3 BEmS的自組裝行為及其溫度響應(yīng)聚集行為研究 148
第5章 溫度響應(yīng)型烷基淀粉凝膠化學(xué)品 151~214
5.1 多孔溫度響應(yīng)型烷基淀粉凝膠(HIPSE、HIPSP和HIPSD)的合成與性能研究 152
5.1.1 HIPSE、HIPSP和HIPSD的合成及表征 153
5.1.2 HIPSE、HIPSP和HIPSD的溫度響應(yīng)性能研究 158
5.2 烷基淀粉/海藻酸鈉(HIPS/SA)復(fù)合凝膠的合成與應(yīng)用 167
5.2.1 HIPS/SA復(fù)合凝膠的合成及性能研究 167
5.2.2 HIPS/SA復(fù)合凝膠的溫度響應(yīng)性能研究 175
5.2.3 HIPS/SA復(fù)合凝膠對重金屬離子的吸附性能研究 178
5.3 烷基淀粉/羧甲基淀粉鈉(HIPS/CMS)復(fù)合凝膠的合成與應(yīng)用 186
5.3.1 HIPS/CMS復(fù)合凝膠的合成及性能研究 187
5.3.2 HIPS/CMS復(fù)合凝膠溫度響應(yīng)性能研究 194
5.3.3 HIPS/CMS復(fù)合凝膠對重金屬離子的吸附性能研究 197
5.4 溫度/pH雙響應(yīng)烷基羧甲基淀粉凝膠的合成及性能研究 201
5.4.1 2-羥基-3-丁氧基丙基羧甲基淀粉(HBPCMS)的合成及性能研究 201
5.4.2 烷基羧甲基淀粉凝膠(HBPCMSE)的合成及性能研究 206
第6章 溫度響應(yīng)型烷基瓜爾膠化學(xué)品 215~229
6.1 2-羥基-3-異丙氧基丙基瓜爾膠醚(HIPGG)合成 216
6.1.1 HIPGG的合成方法 216
6.1.2 HIPGG的表征及合成條件優(yōu)化 216
6.2 HIPGG的溫度響應(yīng)性能研究 223
6.2.1 HIPGG取代度對LCST的影響 223
6.2.2 HIPGG濃度對LCST的影響 225
6.2.3 電解質(zhì)對LCST的影響 226
6.3 HIPGG的自組裝行為研究 226
6.4 HIPGG對尼羅紅的增溶和釋放行為研究 228
參考文獻 230~232