本發(fā)明屬于化學(xué)改性結(jié)冷膠領(lǐng)域，具體涉及一種化學(xué)改性結(jié)冷膠的制備方法。

背景技術(shù)：

結(jié)冷膠是由革蘭氏陰性細(xì)菌（speptomonaspaucimobilis）產(chǎn)生的新型微生物多糖。由于其功能性能好，透明度高，耐酸耐熱性好，兼容性好等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于食品，藥品生產(chǎn)，化工等領(lǐng)域。

目前，為擴(kuò)展和提高結(jié)冷膠的功能性，許多研究者對(duì)結(jié)冷膠進(jìn)行了化學(xué)修飾和復(fù)合改性，通過衍生化、交聯(lián)、共混、形成互穿高分子網(wǎng)絡(luò)等方式，使其性能得到進(jìn)一步改進(jìn)或獲得新的特性，從而得到更廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有文獻(xiàn)曾報(bào)道過通過微波輔助的方法將丙烯酰胺接枝共聚到結(jié)冷膠大分子主鏈上，所得到的接枝共聚物沒有細(xì)胞毒性明顯延緩了藥物的釋放時(shí)間。但是丙烯酰胺單體濃度對(duì)接枝共聚反應(yīng)影響較大，需要在較高濃度的丙烯酰胺條件下才能獲得高的接枝率。另外研究已知過量丙烯酰胺可致癌，使得這種改性結(jié)冷膠應(yīng)用前景受限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種化學(xué)改性結(jié)冷膠的制備方法，在較低的結(jié)冷膠與丙烯酰胺比例的條件下也能獲得高的接枝率，使結(jié)冷膠具有更廣闊的應(yīng)用前景。

本發(fā)明的一種化學(xué)改性結(jié)冷膠的制備方法，以過硫酸鉀為引發(fā)劑，丙烯酰胺為接枝單體，三羥甲基丙烷三縮水甘油醚為交聯(lián)劑，制備接枝共聚物。

所述制備方法具體操作如下：將結(jié)冷膠溶解在150ml蒸餾水中，置于20~40℃恒溫水浴鍋中恒溫?cái)嚢璨⑼ǖ獨(dú)獗Ｗo(hù)，待結(jié)冷膠完全溶解后加入丙烯酰胺和三羥甲基丙烷三縮水甘油醚攪拌，待水浴溫度達(dá)到50~70℃并且在完全無氧條件下，加入過硫酸鉀并攪拌反應(yīng)3~5h，反應(yīng)物經(jīng)后續(xù)純化處理得到改性結(jié)冷膠。

所述結(jié)冷膠與所述丙烯酰胺的質(zhì)量比為1:5~15。

所述結(jié)冷膠與三羥甲基丙烷三縮水甘油醚的質(zhì)量體積比為1:0.085~0.42。

所述結(jié)冷膠與所述過硫酸鉀的質(zhì)量比為1:0.2~0.4。

所述后續(xù)純化處理包括以下步驟：在反應(yīng)物中邊攪拌邊倒入體積比為1~4:1的乙醇/水混合溶劑沉降，沉降物用體積比為1~4:1的乙醇/水混合溶劑充分洗滌，后用體積比為1~4:1的乙醇/水混合溶劑浸泡12~24h，過濾，干燥即得改性結(jié)冷膠。

本發(fā)明化學(xué)改性的主要作用機(jī)理是在聚合過程中，過硫酸鉀引發(fā)劑在加熱下分解產(chǎn)生硫酸根陰離子自由基。然后硫酸根自由基與結(jié)冷膠鏈反應(yīng)，破壞了結(jié)冷膠中d-葡萄糖的環(huán)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致形成一些更活潑的基團(tuán)，如烷氧基。同時(shí)硫酸根自由基攻擊丙烯酰胺和三羥甲基丙烷三縮水甘油醚分子，導(dǎo)致丙烯酰胺和三羥甲基丙烷三縮水甘油醚自由基的形成。在反應(yīng)位點(diǎn)附近的單體分子結(jié)冷膠，丙烯酰胺和三羥甲基丙烷三縮水甘油醚成為由鏈起始產(chǎn)生的自由基的受體，其后自身成為鄰近分子的自由基供體，這導(dǎo)致接枝鏈無限增長。在鏈增長期間，聚合物鏈與交聯(lián)劑三羥甲基丙烷三縮水甘油醚的末端乙烯基反應(yīng)。然后，共聚物由逐漸形成的交聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，得到改性結(jié)冷膠。

本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）化學(xué)改性結(jié)冷膠可使結(jié)冷膠吸水增強(qiáng)，溶脹性能提高，出現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)，在較低結(jié)冷膠與丙烯酰胺比例的條件下也能獲得高的接枝率；

（2）本發(fā)明操作簡便，成本較低；

（3）本發(fā)明制得的改性結(jié)冷膠可用做吸附劑在工業(yè)廢水中發(fā)揮很大作用，還被應(yīng)用于藥物控釋、生物醫(yī)學(xué)工程以及填充傳導(dǎo)等領(lǐng)域。

附圖說明

圖1為未經(jīng)改性結(jié)冷膠表面掃描電鏡圖；

圖2為實(shí)施例3中改性結(jié)冷膠表面掃描電鏡圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明所述的內(nèi)容更加便于理解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所述的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明，但是本發(fā)明不僅限于此。

實(shí)施例1：

將0.3g結(jié)冷膠溶解在150ml蒸餾水中恒溫不斷攪拌60min。然后將15g丙烯酰胺和85μl的三羥甲基丙烷三縮水甘油醚加入到結(jié)冷膠溶液中并攪拌30min，裝置充滿氮?dú)庵辽?0min飽和以除去溶解氧。并且水浴溫度達(dá)到70℃，加入0.2g過硫酸鉀并反應(yīng)4h以引發(fā)接枝共聚物。通過將乙醇/水混合物（4:1，v/v）倒入反應(yīng)混合物中使改性的結(jié)冷膠沉淀。過濾沉淀物，高速攪拌下用乙醇/水混合物（4:1，v/v）充分洗滌數(shù)次，然后用乙醇/水混合物（4:1，v/v）浸泡24h。通過過濾收集改性結(jié)冷膠，并在50℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥即得改性結(jié)冷膠。

制得的改性結(jié)冷膠與未經(jīng)化學(xué)改性的結(jié)冷膠相比，接枝率達(dá)到3417.72%。

實(shí)施例2：

將0.3g結(jié)冷膠溶解在150ml蒸餾水中恒溫不斷攪拌60min。然后將15g丙烯酰胺和170μl的三羥甲基丙烷三縮水甘油醚加入到結(jié)冷膠溶液中并攪拌30min，裝置充滿氮?dú)庵辽?0min飽和以除去溶解氧。并且水浴溫度達(dá)到70℃，加入0.3g過硫酸鉀并反應(yīng)4h以引發(fā)接枝共聚物。通過將乙醇/水混合物（4:1，v/v）倒入反應(yīng)混合物中使改性的結(jié)冷膠沉淀。過濾沉淀物，高速攪拌下用乙醇/水混合物（4:1，v/v）充分洗滌數(shù)次，然后用乙醇/水混合物（4:1，v/v）浸泡24h。通過過濾收集改性結(jié)冷膠，并在50℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥即得改性結(jié)冷膠。

制得的改性結(jié)冷膠與未經(jīng)化學(xué)改性的結(jié)冷膠相比，嫁接率達(dá)到3394.32%。

實(shí)施例3：

將0.3g結(jié)冷膠溶解在150ml蒸餾水中恒溫不斷攪拌60min。然后將10g丙烯酰胺和260μl的三羥甲基丙烷三縮水甘油醚加入到結(jié)冷膠溶液中并攪拌30min，裝置充滿氮?dú)庵辽?0min飽和以除去溶解氧。并且水浴溫度達(dá)到60℃，加入0.3g過硫酸鉀并反應(yīng)4h以引發(fā)接枝共聚物。通過將乙醇/水混合物（4:1，v/v）倒入反應(yīng)混合物中使改性的結(jié)冷膠沉淀。過濾沉淀物，高速攪拌下用乙醇/水混合物（4:1，v/v）充分洗滌數(shù)次，然后用乙醇/水混合物（4:1，v/v）浸泡24h。通過過濾收集改性結(jié)冷膠，并在50℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥即得改性結(jié)冷膠。

制得的改性結(jié)冷膠與未經(jīng)化學(xué)改性的結(jié)冷膠相比，接枝率達(dá)到3590.79%。如圖1和2所示，圖1為未經(jīng)化學(xué)改性的結(jié)冷膠，基本無孔洞；圖2為制得的改性結(jié)冷膠的孔直徑為2.831μm，分形維數(shù)為3.256。

實(shí)施例4：

將0.3g結(jié)冷膠溶解在150ml蒸餾水中恒溫不斷攪拌60min。然后將10g丙烯酰胺和345μl的三羥甲基丙烷三縮水甘油醚加入到結(jié)冷膠溶液中并攪拌30min，裝置充滿氮?dú)庵辽?0min飽和以除去溶解氧。并且水浴溫度達(dá)到70℃，加入0.3g過硫酸鉀并反應(yīng)4h以引發(fā)接枝共聚物。通過將乙醇/水混合物（4:1，v/v）倒入反應(yīng)混合物中使改性的結(jié)冷膠沉淀。過濾沉淀物，高速攪拌下用乙醇/水混合物（4:1，v/v）充分洗滌數(shù)次，然后用乙醇/水混合物（4:1，v/v）浸泡24h。通過過濾收集改性結(jié)冷膠，并在50℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥即得改性結(jié)冷膠。

制得的改性結(jié)冷膠與未經(jīng)化學(xué)改性的結(jié)冷膠相比，接枝率達(dá)到3169.43%。

實(shí)施例5：

將0.3g結(jié)冷膠溶解在150ml蒸餾水中恒溫不斷攪拌60min。然后將5g丙烯酰胺和420μl的三羥甲基丙烷三縮水甘油醚加入到結(jié)冷膠溶液中并攪拌30min，裝置充滿氮?dú)庵辽?0min飽和以除去溶解氧。并且水浴溫度達(dá)到70℃，加入0.4g過硫酸鉀并反應(yīng)4h以引發(fā)接枝共聚物。通過將乙醇/水混合物（4:1，v/v）倒入反應(yīng)混合物中使改性的結(jié)冷膠沉淀。過濾沉淀物，高速攪拌下用乙醇/水混合物（4:1，v/v）充分洗滌數(shù)次，然后用乙醇/水混合物（4:1，v/v）浸泡24h。通過過濾收集改性結(jié)冷膠，并在50℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥即得改性結(jié)冷膠。

制得的改性結(jié)冷膠與未經(jīng)化學(xué)改性的結(jié)冷膠相比，接枝率達(dá)到2962.25%。

本發(fā)明不局限于上述具體的實(shí)施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可從上述構(gòu)思出發(fā)，不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)，所做出的種種變換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。