壳聚糖季铵盐-纳米银聚醚砜抗菌膜的研制及抗菌性能研究(2)
2.1.1 实验试剂与仪器 5
2.1.2 HTCC的制备 6
2.1.3 壳聚糖季铵盐的结构表征 7
2.2 结果与讨论 8
2.2.1 红外光谱测试 8
2.2.2 透射电镜图分析 9
2.3 本章小结 9
3 HTCC-Ag/PES抗菌纳滤膜的制备与抗菌性能评价 10
3.1 实验部分 10
3.1.1 实验试剂与仪器 10
3.1.2 HTCC/PES复合膜的制备 11
3.1.3 HTCC—Ag/PES膜材料的制备 12
3.1.4 HTCC—Ag/PES膜材料的结构表征 12
3.1.5 膜抗菌性测试 12
3.2 结果与讨论 13
3.2.1 HTCC—Ag/PES膜材料的结构分析 13
3.2.2 HTCC—Ag/PES膜材料的抑菌圈实验 14
3.3 本章小结 16
结 论 18
致 谢 19
参考文献 20
1 引言
壳聚糖又称脱乙酰甲壳素，是甲壳素水解脱除55%以上N-乙酰基后的产物，是自然界中独有的碱性多糖，含有游离氨基，其分子结构为(β-(1,4)-2氨基-2-脱氧-D-葡萄糖)，如图1.1所示。在自然界中储量丰富，CTS因具有独特的生物降解性、生物相容性、抗菌性、成膜性以及低毒无污染特性[1,2]，它无毒无、易生物降解,具有优良的生物相容性和抗菌性等特点,还具有良好的成膜性,用它制备的膜材料在生物医学、工业水处理等众多领域应用广泛[3-5]。
但是，由于CTS溶解性较差，只溶于少数稀酸溶液中，且稳定性不好，机械性能差，遇酸易水解，这一系列缺点进一步阻止了它的应用。CTS分子链上有大量的羟基(-0H)和氨基(-NH2)，这些活性基团的存在对壳聚糖不改变基本结构的前提下，对它的化学改性有了很大的提高。因此，可以对CTS的表面性质进行修饰，提高其原来的性能，甚至给予更多功能，使CTS膜在其他应用中也满足各种需求。
图1.1 CTS分子结构单元
1.1 壳聚糖的改性
通过对CTS进行化学改性，不仅能提高它在水中的溶解性能并且也可以改善其性质,获得性能更为优良的产品。
CTS容易进行改性，是因为它有氨基和羟基官能团。CTS化学改性的主要方法有：酰化，烷基化，酯化，季按化等反应以及接枝共聚，交联，共混等复合改性法。通过这些改性来获得各种性能更为优异的衍生物,使CTS的应用更为广泛,使CTS改性产物的开发也因此收到关注。
1.1.1 季铵化壳聚糖
壳聚糖的季铵化改性是在CTS分子中引入季铵盐基团来制得的一类壳聚糖衍生物，是壳聚糖改性方法中一类重要的方法。由于季铵盐基团使CTS分子间的氢键受到了消弱，因此在水溶性方面季铵化壳聚糖比CTS得到了较大提升。Huang[6] 等用GTMAC与CTS的摩尔比来制备出取代度较高的壳聚糖季铵盐，并确定了最佳实验条件。使用比较早的方法是N-烷基化法，原理是先让CTS分子上的氨基与卤烃碘化物反应生成中间产物，然后再进行碘交换以获得季铵化壳聚糖。酯交换制备季铵化壳聚糖的方法使用较少。Bdtto[7] 等采用硫酸二甲酯作为试剂，制备出了壳聚糖季铵化，反应效率较高，在室温下只需6h就可以完成实验，但产物的取代度较低。壳聚糖季铵化改性不但具有壳聚糖原有抗菌抑菌性，还使得聚合物的其他性能在一定程度上得到了改善，使它在更多领域中广泛使用。