论文部分内容阅读
磁性高分子微球是指由无机磁性物质与有机高分子材料结合而生成的一种复合微球。由于具有许多高分子微球的特性以及无机材料的磁响应性，使其可作为一种新型的功能材料，因此在生物领域方面显示出了广阔的应用前景。本论文将壳聚糖进行改性，制得水溶性良好的羧甲基壳聚糖。将磁性纳米粒子与改性后合成的具有特殊官能团的羧甲基壳聚糖结合，制备出羧甲基壳聚糖磁性复合微球。将壳聚糖以及氯乙酸作为反应物，在碱性的条件下制得羧甲基壳聚糖。探讨了制备过程中NaOH以及氯乙酸的使用量、异丙醇的加入量、反应时间等因素分别对产品的收率、取代度以及特性粘度的影响，进而得到了各因素对它们的影响规律及反应的优化条件。并从取代度、红外光谱以及X射线衍射等方面对产物进行了分析和表征。结果表明，制备羧甲基壳聚糖优化的反应条件为：壳聚糖5g，异丙醇25mL，氯乙酸13g，氢氧化钠13g，反应温度为60℃，反应时间为3h。对得到的产物进行红外测试，测试结果表明，制备的产品是N,O-羧甲基壳聚糖。对所得样品进行的X射线衍射（XRD）分析表明，与壳聚糖相比，其衍射峰明显减弱。以Fe(NO3)3·9H2O和Mg(NO3)2·6H2O或Ni(NO3)2·6H2O为原料，采用溶胶凝胶法分别制备出了MgFe2O4以及NiFe2O4，以Fe(NO3)3·9H2O和Ni(NO3)2·6H2O为原料，通过用氨水调节溶液的pH值，采用水热合成法制备出了NiFe2O4。通过红外、XRD、SEM、AGM等测试方法对所得产物进行了物理与化学表征。实验结果表明：用溶胶凝胶法制备的两种铁氧体都是立方尖晶石结构的，粒度大小均匀，它们的饱和磁化强度分别为31.52和43.3emu/g。而采用水热法合成的NiFe2O4粒度分布均匀，粒径小，饱和磁化强度为43.1emu/g。以羧甲基壳聚糖（CMC）为骨架材料，戊二醛作为交联剂，采用乳化交联法制备出了包覆磁性粒子的微球。以O-羧甲基壳聚糖为骨架材料时，得出较优制备工艺: O-CMC的质量浓度为2%，反应温度为70℃，Span80与Tween80的用量分别为2.5g，交联剂戊二醛的加入量为4mL，反应所需的时间为3h。以N,O-羧甲基壳聚糖为骨架材料时，得到较优工艺为：N,O-CMC的浓度为4%（质量分数），Span80与Tween80的用量为1.5g，戊二醛的加入量为6mL，反应时的温度为70℃，反应时间为3h。通过傅立叶红外光谱仪、热重分析、扫描电子显微镜、交变梯度磁强计以及X射线衍射仪对样品的官能团、热稳定性和组份、形貌、磁性能以及晶体结构进行了分析与表征。测试结果表明，制得的O-羧甲基壳聚糖MgFe2O4复合微球外形圆整，具有良好的分散性，微球的表面也较为光滑。O-羧甲基壳聚糖NiFe2O4复合微球有圆整的外形，微球表面较粗糙，具有较好的分散性，不存在黏连现象。O-羧甲基壳聚糖MgFe2O4/NiFe2O4（NiFe2O4通过两种方法合成）磁性复合微球的饱和磁化强度分别为10.35、17.6和18.6emu/g。结果表明，制备的N,O-羧甲基壳聚糖MgFe2O4复合微球球的外形圆整，球的均一度较好，且表面较为光滑。N,O-羧甲基壳聚糖NiFe2O4（溶胶凝胶法）复合微球的球形结构较好，表面比较光滑，但是，微球间有粘连，微球大小不一。N,O-羧甲基壳聚糖NiFe2O4（水热法）复合微球为圆整球形，粒径偏大，表面不粗糙。得到的N,O-羧甲基壳聚糖MgFe2O4/NiFe2O4（溶胶凝胶法与水热法）磁性复合微球的饱和磁化强度分别为11.9，19.7，以及14.3emu/g。