本書著眼于當(dāng)前纖維素基水凝膠的研究熱點(diǎn)，緒論部分對(duì)纖維素及纖維素基水凝膠的性質(zhì)等做了較為詳細(xì)的介紹，正文則分別從纖維素基可吸附水凝膠、纖維素基自修復(fù)水凝膠及纖維素基可注射水凝膠三個(gè)方面重點(diǎn)介紹纖維素基水凝膠的制備和應(yīng)用。總結(jié)了纖維素基水凝膠方面取得的最新成果。此書對(duì)從事纖維素基水凝膠材料的研究者具有重要參考價(jià)值。
國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金，纖維素水凝膠方面取得的研究成果。
近年來，水凝膠因具有含水量高、柔韌性好、黏彈性高以及獨(dú)特的刺激響應(yīng)特性等優(yōu)勢(shì)受到了廣泛關(guān)注。合成聚合物的大規(guī)模使用既不符合綠色、可持續(xù)發(fā)展理念，也會(huì)因潛在的毒性而限制其在生物、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用，但利用生物質(zhì)天然高分子代替合成高分子制備水凝膠有望解決上述問題。
纖維素作為世界上儲(chǔ)量最豐富的生物質(zhì)天然高分子材料之一，除了具備可再生、廉價(jià)、環(huán)境友好、生物可降解等天然高分子固有的優(yōu)勢(shì)外，還具有表面羥基多、易于化學(xué)改性等優(yōu)勢(shì)。基于此，纖維素基水凝膠得到了大量的開發(fā)和應(yīng)用。
本書著眼于當(dāng)前纖維素基水凝膠的研究熱點(diǎn)，從纖維素基可吸附水凝膠、纖維素基自修復(fù)水凝膠及纖維素基可注射水凝膠三個(gè)方面重點(diǎn)介紹纖維素基水凝膠的制備和應(yīng)用。此書主要針對(duì)纖維素基水凝膠材料，對(duì)從事纖維素基水凝膠材料的研究者具有重要參考價(jià)值。
從事纖維素基水凝膠材料的研究者在閱讀本書時(shí)，可以根據(jù)自己的研究領(lǐng)域首先重點(diǎn)閱讀與自己研究方向相符的部分，以快速了解該領(lǐng)域研究前沿性工作；其次，與自己研究領(lǐng)域不相符的部分，則可以作為知識(shí)性閱讀，畢竟研究思路都是相通的，往往好的研究方向都是從其他研究領(lǐng)域獲得的靈感。
本書由付時(shí)雨、劉小紅、沈娟莉、汪穎等共同編寫而成。本書加入了博士劉小紅、肖桂法以及周益明博士畢業(yè)論文相關(guān)內(nèi)容。通過課題組做的與纖維素基水凝膠相關(guān)的工作，能夠幫助廣大讀者更加深刻地了解纖維素基水凝膠的制備過程和應(yīng)用價(jià)值。
最后，感謝本書的編寫人員對(duì)本書的付出，感謝化學(xué)工業(yè)出版社的編輯對(duì)本書修改提出的寶貴意見。
限于作者水平，書中不妥之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
作者
2023.5
付時(shí)雨，博士，華南理工大學(xué)/輕工科學(xué)與工程學(xué)院教授，近年來分別申請(qǐng)到纖維素基近紅外刺激響應(yīng)可注射載藥水凝膠的研究提升纖維素基綠色自修復(fù)水凝膠強(qiáng)度和響應(yīng)速度的關(guān)鍵問題研究的廣東省自然科學(xué)基金或面上項(xiàng)目。在纖維素基可注射水凝膠、纖維素基自修復(fù)水凝膠及纖維素基吸附水凝膠方面取得了一系列進(jìn)展。
1緒論 1
1.1 纖維素概述 1
1.2 纖維素衍生物 2
1.3 納米纖維素 3
1.4 纖維素基水凝膠 5
2纖維素基可吸附水凝膠 7
2.1 纖維素基可吸附水凝膠的制備 8
2.1.1 纖維素基可吸附水凝膠物理交聯(lián) 8
2.1.2 纖維素基可吸附水凝膠化學(xué)交聯(lián) 13
2.2 纖維素基可吸附水凝膠的應(yīng)用 18
2.2.1 污染物吸附 18
2.2.2 水油分離 20
2.2.3 藥物緩釋 20
3纖維素基自修復(fù)水凝膠 22
3.1 纖維素基自修復(fù)水凝膠的制備 23
3.1.1 物理交聯(lián)纖維素基自修復(fù)水凝膠 24
3.1.2 化學(xué)交聯(lián)纖維素基自修復(fù)水凝膠 29
3.2 纖維素基自修復(fù)水凝膠的應(yīng)用 36
3.2.1 在刺激響應(yīng)性方面的應(yīng)用 36
3.2.2 在電子器件方面的應(yīng)用 39
4纖維素基可注射水凝膠 42
4.1 纖維素基可注射水凝膠的制備 43
4.1.1 纖維素基可注射水凝膠形成方式 43
4.1.2 反應(yīng)類型 46
4.2 纖維素基可注射水凝膠的應(yīng)用 53
4.2.1 在藥物輸送方面的應(yīng)用 53
4.2.2 在組織工程方面的應(yīng)用 54
4.2.3 在創(chuàng)傷修復(fù)方面的應(yīng)用 57
5纖維素基水凝膠染料吸附行為的研究 59
5.1 實(shí)驗(yàn)過程 60
5.1.1 材料 60
5.1.2 C-g-AA水凝膠的合成 61
5.1.3 C-g-AA水凝膠的表征 61
5.2 結(jié)果與討論 64
5.2.1 C-g-AA水凝膠的制備 64
5.2.2 FTIR分析 65
5.2.3 不同溶液介質(zhì)中C-g-AA水凝膠溶脹行為分析 66
5.2.4 C-g-AA水凝膠對(duì)MB的吸附行為研究 72
6納米纖維素酰腙自修復(fù)水凝膠的制備與性能研究 78
6.1 實(shí)驗(yàn)過程 79
6.1.1 實(shí)驗(yàn)原料 79
6.1.2 纖維素納米晶體及雙醛纖維素納米晶體的制備 80
6.1.3 酰肼封端聚乙二醇的制備 81
6.1.4 水凝膠的制備 82
6.1.5 水凝膠的力學(xué)性能測(cè)試 83
6.1.6 水凝膠的自修復(fù)性能測(cè)試 83
6.1.7 水凝膠的生物相容性測(cè)試 84
6.1.8 表征 85
6.2 結(jié)果與討論 86
6.2.1 凝膠因子DACNCs和HZ-PEG-HZ的制備 86
6.2.2 pH和凝膠因子濃度調(diào)控下水凝膠的制備 90
6.2.3 水凝膠的力學(xué)性能 94
6.2.4 水凝膠的自修復(fù)性能 96
6.2.5 水凝膠的生物相容性 99
6.2.6 水凝膠形成及自修復(fù)機(jī)理分析 99
7納米纖維素自修復(fù)和形狀記憶導(dǎo)電水凝膠制備及其應(yīng)變傳感性能 103
7.1 實(shí)驗(yàn)過程 104
7.1.1 實(shí)驗(yàn)原料 104
7.1.2 CNCs接枝4-ABA 104
7.1.3 水凝膠的制備 105
7.1.4 水凝膠的力學(xué)性能測(cè)試 105
7.1.5 水凝膠自修復(fù)測(cè)試 106
7.1.6 水凝膠形狀記憶測(cè)試 106
7.1.7 水凝膠導(dǎo)電性能及應(yīng)變傳感測(cè)試 106
7.1.8 水凝膠生物相容性測(cè)試 107
7.1.9 表征 107
7.2 結(jié)果與討論 108
7.2.1 CNCs-ABA的制備及其對(duì)MWCNTs的分散穩(wěn)定作用 108
7.2.2 水凝膠的制備及其力學(xué)性能 111
7.2.3 水凝膠的快速自修復(fù)性能 114
7.2.4 水凝膠的形狀記憶性能 116
7.2.5 水凝膠的導(dǎo)電及應(yīng)變傳感性能 118
7.2.6 水凝膠的生物相容性 122
7.2.7 水凝膠的自修復(fù)和形狀記憶兼容性機(jī)理分析 123
8纖維素基熱響應(yīng)可注射載藥水凝膠的研究 125
8.1 實(shí)驗(yàn)過程 126
8.1.1 實(shí)驗(yàn)原料 126
8.1.2 MCC的溶解 127
8.1.3 cellulose-IBBr的合成 127
8.1.4 cellulose-g-PNIPAAm的制備 127
8.1.5 MCC聚合度的測(cè)定 128
8.1.6 cellulose-g-PNIPAAm的CMT和CMC測(cè)量 128
8.1.7 cellulose-g-PNIPAAm可注射熱響應(yīng)水凝膠的溶膠-凝膠轉(zhuǎn)換 129
8.1.8 cellulose-g-PNIPAAm 可注射熱響應(yīng)水凝膠體外釋放DOX的研究 129
8.1.9 cellulose-g-PNIPAAm 可注射熱響應(yīng)水凝膠的生物相容性測(cè)試 130
8.1.10 表征 131
8.2 結(jié)果與討論 133
8.2.1 cellulose-IBBr及cellulose-g-PNIPAAm的合成 133
8.2.2 cellulose-g-PNIPAAm的熱性能分析 136
8.2.3 cellulose-g-PNIPAAm的自組裝行為 137
8.2.4 cellulose-g-PNIPAAm可注射水凝膠的溶膠-凝膠相轉(zhuǎn)變行為 139
8.2.5 cellulose-g-PNIPAAm可注射水凝膠的形貌 140
8.2.6 cellulose-g-PNIPAAm可注射水凝膠的力學(xué)性能 140
8.2.7 DOX在cellulose-g-PNIPAAm 可注射水凝膠中的體外釋放 141
8.2.8 cellulose-g-PNIPAAm可注射水凝膠的細(xì)胞相容性研究 142
8.2.9 cellulose-g-PNIPAAm可注射水凝膠成膠和載藥機(jī)理分析 143
參考文獻(xiàn) 146
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