指導老師：謝慶東 老師學生：林毅峻

功能性高分子期末報告

目錄： 摘要 前言 材料與方法 PVA / 明膠之凝膠的 ATR-FTIR 分析 水凝膠體的熱分析研究 水凝膠體的結晶度分析 水凝膠體的 DMTA 分析 聚合物組成分析 水凝膠體系的力學分析 結果與討論

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一個具選擇性可交聯的方法，是基於聚（乙烯醇）和硼酸鹽、幾丁聚醣及三聚磷酸鈉之間的強靜電相互作用之間“ 2-2 醇”的互動被開發。幾丁聚醣 / 聚（乙烯醇）膜分別與硼酸鹽，三聚磷酸鹽和硼酸鹽 / 三聚磷酸鈉單獨交聯，然後在該方法條件來製備凝膠薄膜。水氣透過測試，機械強度，表面形貌和膜的分子間的相互作用是通過水的滲透測試，紋理測試，原子力顯微鏡和 ATR-FTIR 光譜學研究。隨著導入交聯結構，其薄膜的彈性模數得到較大的改善，由 271 ±14.2 MPa 升至 551 ±14.7 MPa ，其PVA/ 幾丁聚醣的薄膜水氣透過率有明顯的下降從（ 5.41 ±0.21)×10-7 g/m ． h ．Pa 降至（ 3.12 ± 0.24 ） ×10-7 g/m ． h ． Pa 。交聯的薄膜的表面形態顯示出奈米顆粒的聚集結構。這些奈米粒子的尺寸和聚集行為是交聯劑的類型密切相關的。另外， 從 ATR-FTIR 結果表明，我們系統的聚合物基質和交聯劑之間存在著強烈的交互作用。這項工作提供了一個簡單而有效的方法來製備幾丁聚醣 / 聚（乙烯醇），並具有可控制其網狀結構的薄膜。

摘要：

前言： 幾丁聚醣作為一個重要的添加物，幾丁聚醣 / 聚（乙烯醇）（ PVA ）添加物的混合已被廣泛地研究，在過去的幾十年中，大多強調它的交聯結構和屬性。關於這個系統的它的相容性一直是被視為焦點和爭議部分。 在精確測量下得到有力的證據證明，該系統並不是完全相容的，在分子角度來看，這取決於製備加工和一定的組合物比例。由於他們的分子內緊密的結構，這種特殊的現象造成幾丁聚醣 / PVA 混合物之間弱交互力的結果。

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但根據其他研究，在一定程度上，通過能形成氫鍵的增塑劑添加於幾丁聚醣和 PVA共同使用可以解決此問題，如甘油，蔗糖，山梨糖醇的基本的交互作用。增塑劑對混合物的結構和性能的影響，得到了很好的探索。 交聯處理已經成為另一個改良的重要策略，以改善幾丁聚醣 / PVA 薄膜的性能。根據報告，幾丁聚醣和

PVA 可以添加交聯劑。這些交聯劑如硼酸鹽，三聚磷酸鈉（ TPP ）和戊二醛，由非共價或共價鍵的 PVA和幾丁聚醣鏈可以形成交聯結構。到目前為止，這些交聯的 PVA / 幾丁聚醣的產品已被實際操作其藥物輸送和處理水資源的應用程序。

276g 去離子水24g Poly(vinyl alcohol)

8 wt% PVA 溶液

於室溫下冷卻 24 小時

4g Chitosan

196g 1 wt% acetic acid

2wt% Chitosan 溶液

For 3000 rpm

10g 8wt% PVA 溶液 40g 2wt% Chitosan 溶液 0.92 g Glycerol

凝膠薄膜倒於培養皿約 5mm ，於 40 ℃烘箱烘乾 48小時

1 % Borate 1 % Tripolyphosphate

1 % Tripolyphosphate1 %Borate 去離子水

CP-b CP-t CP-tb CP-n

結果

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水凝膠的不同交聯結構

3.52 ±0.213.12 ±0.24

水氣透過率的變化

551.3MPa512.3MPa

455.1MPa

35.6MPa

60.9MPa

43.1MPa

交聯劑的不同，彈性模數也隨之增加

交聯劑的不同，影響交聯結構的緊密程度，其應力也有所改變

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20.6 nm

25.9 nm

31.3 nm

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3286 cm-1 2921cm-1

-OH Peak

-CH2 Peak

結論

二 -二醇硼酸鹽和 PVA 之間的交互作用，以及強大的靜電相互力作用於三聚磷酸鈉和幾丁聚醣，選擇性地交聯方法已成功地製備殼聚醣 / PVA 薄膜的單、雙網狀結構。 這種有選擇性的製備方法表現出簡單，高效率和可控制的功能。我們的研究結果顯示，單或雙網狀結構的引入可以有效地改善水氣透過率，與沒有交聯之薄膜中進行機械強度相比較。 CP-tb 的拉伸強度最高甚至可以達到 60.9 MPa 。

幾丁聚醣 / PVA 膜的表面形態的 AFM 分析表明，所有的膜組成的奈米顆粒，這顯示了薄膜有不同的尺寸和交聯集中是由於使用不同的交聯劑。交聯劑產生了不同的聚合物和聚合物之相互作用，從而在薄膜中的交聯過程中造成不同的重組動力學。 由 ATR-FTIR 結果發現，強烈的靜電交互作用力交聯了幾丁聚醣與三聚磷酸鈉，但沒有觀察到足以證明所

PVA 和硼酸鹽之間『二二醇』可以所形成的 PVA 交聯網狀結構。然而，在本研究的方法中，目的為有意義地開發一些網狀結構的設計和研發可控制生物性聚合物的混合薄膜。

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