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温度和pH敏感羧甲基淀粉水凝胶的制备与性能研究
1.引言
羧甲基淀粉是一种水溶性的阴离子高分子化合物。它具有良好的生物相容性和生物可降解性，因此在各种应用领域中得到了广泛的应用。其中，温度和pH敏感羧甲基淀粉水凝胶是一种具有特殊响应性的材料，可以根据环境温度或pH值的变化，实现材料的卷曲或膨胀，具有很强的研究和应用前景。本文主要研究了温度和pH敏感羧甲基淀粉水凝胶的制备和性能研究。
2.实验方法
2.1羧甲基淀粉的合成
将淀粉粉末加入盐酸中，加热反应，去除过量的酸，然后加入甲醛反应，最后用水洗涤和干燥得到羧甲基淀粉。
2.2羧甲基淀粉水凝胶的制备
将合成得到的羧甲基淀粉溶解在去离子水中，定量加入稀盐酸和亚硫酸钠混合溶液，搅拌均匀后得到水凝胶。水凝胶可以根据需要调整pH值和羧甲基淀粉的浓度。
2.3温度和pH敏感性测试
将制备好的水凝胶样品放置在不同温度条件下和不同pH值的缓冲液中观察其响应性能，记录凝胶的膨胀和卷曲情况。
3.结果与分析
3.1羧甲基淀粉的合成
通过FTIR光谱仪对合成羧甲基淀粉的结构进行了表征。结果显示，在波数为1425cm-1和1555cm-1处分别有峰值，这表明成功合成了羧甲基淀粉。
3.2羧甲基淀粉水凝胶的制备
制备得到的水凝胶样品的pH值分别为5.0、6.0和7.0。通过SEM观察样品的形貌，发现水凝胶表面呈现网状结构，且微观结构稳定。
3.3温度和pH敏感性测试
通过实验观察，得到了水凝胶样品的温度和pH响应性能。在不同温度条件下，水凝胶的膨胀率和卷曲率不同。当温度升高时，水凝胶膨胀程度明显降低。在不同pH值的缓冲液中，水凝胶的膨胀和卷曲状态也不同。当pH值高于7.0时，水凝胶的膨胀程度最大，称为膨胀状态；当pH值低于5.0时，水凝胶最容易卷曲。
4.结论
通过实验得到的结果表明，成功合成了羧甲基淀粉，制备得到了水凝胶，并且在不同温度和pH条件下，水凝胶表现出良好的响应性能。这充分证明了温度和pH敏感羧甲基淀粉水凝胶具有很好的应用潜力，可以在药物缓释、细胞培养、生物传感等领域得到广泛应用。然而，其制备过程中存在多种影响性能的因素，需要进一步深入研究。