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多面体笼形聚倍半硅氧烷(POSS)是一种分子水平的有机/无机纳米杂化材料,自身独特的笼形结构和表面有机取代基赋予了其强大的可设计性,再加上其优良的生物相容性,成为近年来材料科学领域的研究热点。本文设计利用八聚(羰乙基羧氨基丙基)倍半硅氧烷(OCPS)和笼形氯化铵丙基倍半硅氧烷(OCAPS),将其通过氢键作用和静电作用引入天然高分子如壳聚糖(CS)、羟丙基纤维素(HPC)和海藻酸钠(SA),制备了OCPS/CS、OCAPS/HPC和OCAPS/SA三种POSS/天然高分子有机无机杂化材料,并对其结构与性能进行了系统的研究,内容主要包括:论文的主要内容及结果如下:1.以三乙胺作为缚酸剂,以实验室较易制备的笼形氯化铵丙基倍半硅氧烷(OCAPS)为原料,利用其末端的氯化铵丙基为反应官能团,通过与丁二酸酐的酰胺化反应,制得末端带有八个羧基的倍半硅氧烷(OCPS),并通过FT-IR、XRD、NMR、SEM、EDS和TG证明产物为单分散规整的笼形结构,具有良好的热稳定性。2.通过溶液共混的方法制备了OCPS含量为1%~5%的POSS增强的壳聚糖杂化材料。研究表明,杂化膜具有良好的透光性能,透光率在85%~87%。红外光谱和XRD结果证明OCPS与CS产生了氢键作用,并抑制了CS结晶;扫描电镜和光电子能谱分析表明OCPS在CS基体中具有良好的分散性;热重实验结果表明OCPS/CS杂化膜的热稳定性优于纯CS。DMA和拉伸试验结果表明OCPS的引入增强了膜材料的力学性能,其拉伸强度和断裂伸长率增强了两倍。杂化膜的降解实验研究表明,杂化膜的降解速率和降解率随OCPS含量的增加而增加,这是由于OCPS的引入削弱了CS分子之间的相互作用,抑制CS结晶,从而加速了CS中糖苷键的断裂。3.利用HPC与OCAPS分子之间的氢键作用,采用溶液共混的方法制备了OCAPS含量为20%~80%的水溶性POSS/羟丙基纤维素醚有机无机杂化材料。研究表明,杂化膜具有良好的透光性,其透光率达到88%;红外光谱和XRD结果证明OCAPS与HPC产生了氢键作用,并抑制了HPC的结晶;扫描电镜和光电子能谱分析表明OCAPS在CS基体中具有良好的分散性;随着OCAPS含量的增加,OCAPS/HPC杂化膜的力学性能与纯的HPC相比,拉伸强度与断裂伸长率均有所增加,其中60%OCAPS/HPC、80%OCAPS/HPC的拉伸强度、断裂伸长率比纯HPC增加了近1.5倍;流变学研究表明,OCAPS的引入,使HPC分子链发生了物理交联,表现为溶液粘度的上升和储能模量、损耗模量的增加。此外,OCAPS的引入使HPC分子链的亲水性减弱,导致HPC凝胶的相转变温度60°C降低至55°C。4.采用静电滴制法制备OCAPS/SA二元及OCAPS/SA/CS三元复合微囊。通过研究发现,OCAPS可以代替传统的Ca Cl2溶液作为凝固浴,与SA溶液形成POSS/SA二元复合微囊;当OCAPS与SA的质量比为1:10时,成型效果较好,粒径在1.0mm左右,其外表面有波浪形褶皱,且较为致密,而内部结构则为疏松的中空状。分别采用一步法和两步法制备了OCAPS/SA/CS三元复合微囊,一步法中,当OCAPS:SA:CS三者的质量比为10:1:3时,具有最佳的成型效果,微囊的粒径为0.6mm左右,其内部为空心状,外壁褶皱厚实;在成型效果较好的OCAPS/SA二元复合微囊的基础上,加入到质量分数为0.6%的CS溶液中,通过两步法制备了OCAPS/SA/CS三元复合微囊,粒径为0.8mm,其外表面疏松带有些许空洞,内表面呈孔洞结构,且由外而内结构孔径逐渐变大。利用牛血清蛋白为药物模型对三种复合微囊的载药和释药性能进行了研究,结果表明OCAPS/SA二元微囊、一步法OCAPS/SA/CS三元微囊、两步法OCAPS/SA/CS三元微囊的载药率分别为10.34%、10.63%、10.95%,包埋率分别为73.84%、60.82%、75.57%,三者的累积释药量均达到90%左右。