本發(fā)明屬于化學改性結冷膠領域，具體涉及一種化學改性結冷膠的制備方法。

背景技術：

結冷膠是由革蘭氏陰性細菌（speptomonaspaucimobilis）產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，已廣泛應用于食品，藥品生產，化工等領域。

目前，為擴展和提高結冷膠的功能性，許多研究者對結冷膠進行了化學修飾和復合改性，通過衍生化、交聯(lián)、共混、形成互穿高分子網絡等方式，使其性能得到進一步改進或獲得新的特性，從而得到更廣泛的應用。現(xiàn)有文獻曾報道過通過微波輔助的方法將丙烯酰胺接枝共聚到結冷膠大分子主鏈上，所得到的接枝共聚物沒有細胞毒性明顯延緩了藥物的釋放時間。但是丙烯酰胺單體濃度對接枝共聚反應影響較大，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，使得這種改性結冷膠應用前景受限。

技術實現(xiàn)要素：

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

本發(fā)明的一種化學改性結冷膠的制備方法，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：將結冷膠溶解在150ml蒸餾水中，置于20~40℃恒溫水浴鍋中恒溫攪拌并通氮氣保護，待結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，待水浴溫度達到50~70℃并且在完全無氧條件下，加入過硫酸鉀并攪拌反應3~5h，反應物經后續(xù)純化處理得到改性結冷膠。

所述結冷膠與所述丙烯酰胺的質量比為1:5~15。

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

所述結冷膠與所述過硫酸鉀的質量比為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，干燥即得改性結冷膠。

本發(fā)明化學改性的主要作用機理是在聚合過程中，過硫酸鉀引發(fā)劑在加熱下分解產生硫酸根陰離子自由基。然后硫酸根自由基與結冷膠鏈反應，破壞了結冷膠中d-葡萄糖的環(huán)結構，導致形成一些更活潑的基團，如烷氧基。同時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。在反應位點附近的單體分子結冷膠，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。然后，共聚物由逐漸形成的交聯(lián)和網絡結構構成，得到改性結冷膠。

本發(fā)明的顯著優(yōu)點在于：

（1）化學改性結冷膠可使結冷膠吸水增強，溶脹性能提高，出現(xiàn)多孔結構，在較低結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，還被應用于藥物控釋、生物醫(yī)學工程以及填充傳導等領域。

附圖說明

圖1為未經改性結冷膠表面掃描電鏡圖；

圖2為實施例3中改性結冷膠表面掃描電鏡圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明所述的內容更加便于理解，下面結合具體實施方式對本發(fā)明所述的技術方案做進一步的說明，但是本發(fā)明不僅限于此。

實施例1：

將0.3g結冷膠溶解在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冷膠溶液中并攪拌30min，裝置充滿氮氣至少30min飽和以除去溶解氧。并且水浴溫度達到70℃，加入0.2g過硫酸鉀并反應4h以引發(fā)接枝共聚物。通過將乙醇/水混合物（4:1，v/v）倒入反應混合物中使改性的結冷膠沉淀。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冷膠，并在50℃鼓風干燥箱中干燥即得改性結冷膠。

制得的改性結冷膠與未經化學改性的結冷膠相比，接枝率達到3417.72%。

實施例2：

將0.3g結冷膠溶解在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冷膠溶液中并攪拌30min，裝置充滿氮氣至少30min飽和以除去溶解氧。并且水浴溫度達到70℃，加入0.3g過硫酸鉀并反應4h以引發(fā)接枝共聚物。通過將乙醇/水混合物（4:1，v/v）倒入反應混合物中使改性的結冷膠沉淀。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冷膠，并在50℃鼓風干燥箱中干燥即得改性結冷膠。

制得的改性結冷膠與未經化學改性的結冷膠相比，嫁接率達到3394.32%。

實施例3：

將0.3g結冷膠溶解在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冷膠溶液中并攪拌30min，裝置充滿氮氣至少30min飽和以除去溶解氧。并且水浴溫度達到60℃，加入0.3g過硫酸鉀并反應4h以引發(fā)接枝共聚物。通過將乙醇/水混合物（4:1，v/v）倒入反應混合物中使改性的結冷膠沉淀。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冷膠，并在50℃鼓風干燥箱中干燥即得改性結冷膠。

制得的改性結冷膠與未經化學改性的結冷膠相比，接枝率達到3590.79%。如圖1和2所示，圖1為未經化學改性的結冷膠，基本無孔洞；圖2為制得的改性結冷膠的孔直徑為2.831μm，分形維數為3.256。

實施例4：

將0.3g結冷膠溶解在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冷膠溶液中并攪拌30min，裝置充滿氮氣至少30min飽和以除去溶解氧。并且水浴溫度達到70℃，加入0.3g過硫酸鉀并反應4h以引發(fā)接枝共聚物。通過將乙醇/水混合物（4:1，v/v）倒入反應混合物中使改性的結冷膠沉淀。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冷膠，并在50℃鼓風干燥箱中干燥即得改性結冷膠。

制得的改性結冷膠與未經化學改性的結冷膠相比，接枝率達到3169.43%。

實施例5：

將0.3g結冷膠溶解在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冷膠溶液中并攪拌30min，裝置充滿氮氣至少30min飽和以除去溶解氧。并且水浴溫度達到70℃，加入0.4g過硫酸鉀并反應4h以引發(fā)接枝共聚物。通過將乙醇/水混合物（4:1，v/v）倒入反應混合物中使改性的結冷膠沉淀。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冷膠，并在50℃鼓風干燥箱中干燥即得改性結冷膠。

制得的改性結冷膠與未經化學改性的結冷膠相比，接枝率達到2962.25%。

本發(fā)明不局限于上述具體的實施方式，本領域的技術人員可從上述構思出發(fā)，不經過創(chuàng)造性的勞動，所做出的種種變換，均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍內。