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淀粉的改性及其复合材料的合成与性能研究

康晓梅  
【摘要】:本实验选用功率500W、频率20kHz的探头式超声波反应器,以蒸馏水为介质制备了超声改性淀粉。对实验条件进行了优化,随着超声波处理时间的延长,淀粉的溶解率增加,溶液的温度逐渐升高,最佳超声处理时间为10mmin,制备改性淀粉时原淀粉乳质量分数为20%. 测定了改性淀粉的性质,改性淀粉的颗粒密度为838.64kg/m3,比原淀粉颗粒密度减小。改性淀粉糊化后透光率为55.85%,比原淀粉糊透光率增加。使用扫描电子显微镜观察,发现超声波处理并没有改变淀粉颗粒的形状,而是在光滑的颗粒表面形成了许多孔洞和凹坑。X射线衍射分析淀粉颗粒的晶体结构表明,超声波改变了淀粉颗粒的非结晶区,没有改变淀粉颗粒的结晶区。 制备了超声改性淀粉/聚乙烯醇/海藻酸钠复合微球,并优化了实验条件。改性淀粉质量分数4%,聚乙烯醇质量分数8%,海藻酸钠质量分数为4%,氯化钙的质量分数为5%时制备的复合微球的形态最好。最佳的干燥方式为先室温干燥24h,再40℃烘箱干燥24h。超声改性淀粉、聚乙烯醇、海藻酸钠分子中都含有羟基,三元复合微球的红外光谱图显示复合后在3400cm-1附近的-OH伸缩振动峰的峰宽变窄,说明游离羟基的数目变少,认为三种原料之间有氢键形成。干燥前微球的平均粒径约为3.08mmm,干燥后的复合微球的平均直径约为1.03mm。微球的扫描电镜图显示微球表面和剖面都有大量的缝隙和少量孔洞,内外贯穿,有利于水分子的进入和药物的释放。 测定了复合微球的性能。随着复合微球中改性淀粉质量分数的增加,复合微球的含水率增加。复合微球在蒸馏水中浸泡2h达到溶胀平衡,溶胀倍率为160%。复合微球在pH为7.4的PBS缓冲液中可以缓慢降解,8h之后降解率为98.79%,在pH为1.2的盐酸溶液和pH为7的蒸馏水中几乎不降解。复合微球的降解液溶血率为2.32%,小于5%,说明复合微球不会引起溶血。用微球的降解液培养细胞,细胞的增殖未受到影响,说明复合微球的细胞相容性好。 以盐酸四环素为模型药物制备了载药复合微球,随着投药量的增加,载药率增大,包封率先增大,后又略微减小。盐酸四环素载药复合微球在pH为7.4的PBS缓冲液中进行体外释药实验,结果表明不同淀粉质量分数的载药微球在350min内均可以缓慢释放出药物,超声改性淀粉的质量分数越大,药物释放速度越大。


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