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大连海洋大学学报  2022, Vol. 37 Issue (3): 505-512    DOI: 10.16535/j.cnki.dlhyxb.2021-176
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温度响应型淀粉醚/海藻酸钠复合凝胶的制备及其性能
庞子健,徐源,姜硕,孙萌,姜谦,孙薇,查晓晗,尚悦,代明允,刘鹰,田野
1.大连海洋大学 海洋科技与环境学院,辽宁 大连 116023;2.设施渔业教育部重点实验室(大连海洋大学),辽宁 大连 116023;3.浙江大学 生物系统工程与食品科学学院,浙江 杭州 310058
Preparation and characterization of thermoresponsive starch ether/sodium alginate composite hydrogels
PANG Zijian,XU Yuan,JIANG Shuo,SUN Meng,JIANG Qian,SUN Wei,ZHA Xiaohan,SHANG Yue,DAI Mingyun,LIU Ying,TIAN Ye
1.College of Marine Technology and Environment,Dalian Ocean University,Dalian 116023,China;2.Key Laboratory of Environment Controlled Aquaculture (Dalian Ocean University),Dalian 116023,China;3.College of Biosystems Engineering and Food Science,Zhejiang University,Hangzhou 310058,China
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摘要 为制备具有良好温度响应性能的多糖基复合凝胶材料,以2-羟基-3-异丙氧基丙基淀粉醚(HIPS)和海藻酸钠(SA)为原料,乙二醇二缩水甘油醚(EDGE)和CaCl2为混合交联剂,通过交联反应制备温度响应型HIPS/SA复合凝胶,利用傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)表征凝胶的结构及微观形貌,并分析凝胶的温度响应性能。结果表明:反应温度和反应时间均极显著影响HIPS/SA复合凝胶的溶胀率(P<0.01);制备HIPS/SA复合凝胶的最佳反应条件为质量分数6.5%的HIPS 2 g、质量分数4.5%的SA 2 g、NaOH用量300 μL、EDGE用量300 μL、反应温度55 ℃和反应时间3 h,在此条件下,凝胶的溶胀率为44.20;HIPS/SA复合凝胶具有温度响应性能,当温度升高至体积相转变温度(VPTT)34.9 ℃时,复合凝胶的溶胀率急剧下降。本研究中制备的具有优异温度响应性能的淀粉醚/海藻酸钠复合凝胶功能材料,可为功能材料在药物缓释、分离工程等领域的应用提供新的途径。
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关键词:  海藻酸钠  淀粉醚  凝胶  温度响应    
Abstract: A thermoresponsive hydrogel composed of 2-hydroxy-3-isopropoxypropyl starch (HIPS) and sodium alginate (SA) was synthesized via cross-linking with hybrid crosslinkers including ethylene glycol diglycidyl ether (EDGE) and calcium chloride (CaCl2).Attenuated total reflection infrared spectroscopy (FT-IR) was used to confirm the occurrence of crosslinking.The HIPS/SA composite hydrogels were investigated for their porous architecture and thermoresponsive property using scanning electron microscopy (SEM).The reaction temperature and reaction time significantly affected the swelling rate of HIPS/SA composite hydrogels (P<0.01).The optimum HIPS/SA hydrogel synthesis was observed under conditions of HIPS concentration of 6.5% (2 g),SA concentration of 4.5% (2 g),NaOH of 300 μL,EDGE of 300 μL,reaction temperature of 55 ℃ and reaction period of 3 h,with the hydrogel swelling ratio of 44.20 under above conditions.It was found that the HIPS/SA hydrogel possessed desirable thermoresponsive property,and the swelling rate (SR) of hydrogel was sharply decreased when the temperature was higher than volume phase transition temperature (VPTT) 34.9 ℃.The HIPS/SA hydrogel with thermoresponsive properties synthesised in this study can provide a new method for the application in the fields of drug delivery and separation engineering.
Key words:  alginate;hydrogel    thermoresponsive    starch ether
               出版日期:  2022-08-04      发布日期:  2022-08-04      期的出版日期:  2022-08-04
中图分类号:  S 914  
  P 734.5  
基金资助: 国家自然科学基金(31901775,31672673);广东省重点领域研发计划项目(2019B020215001);大连市青年科技之星项目(2021RQ113);设施渔业教育部重点实验室(大连海洋大学)资助项目(202224)
引用本文:    
庞子健, 徐源, 姜硕, 孙萌, 姜谦, 孙薇, 查晓晗, 尚悦, 代明允, 刘鹰, 田野. 温度响应型淀粉醚/海藻酸钠复合凝胶的制备及其性能[J]. 大连海洋大学学报, 2022, 37(3): 505-512.
PANG Zijian, XU Yuan, JIANG Shuo, SUN Meng, JIANG Qian, SUN Wei, ZHA Xiaohan, SHANG Yue, DAI Mingyun, LIU Ying, TIAN Ye. Preparation and characterization of thermoresponsive starch ether/sodium alginate composite hydrogels. Journal of Dalian Ocean University, 2022, 37(3): 505-512.
链接本文:  
https://xuebao.dlou.edu.cn/CN/10.16535/j.cnki.dlhyxb.2021-176  或          https://xuebao.dlou.edu.cn/CN/Y2022/V37/I3/505
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