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摘 要

γ-聚谷氨酸属于多聚氨基酸类化合物，是一种分子量较高的聚合物，其聚合度高于两百，一般低于七百，相对分子质量大于十万小于二百万。γ-聚谷氨酸的特殊性表现在物理和化学性质方面，如水溶性良好，吸附性较强，无毒无害，可应用于食品行业等，还可作为絮凝剂、食品添加剂、个别吸附剂等的原料，在很多行业都有广泛的应用前景。γ-聚谷氨酸分子的侧链中存在大量的羧基，比较容易形成氢键，因此具有较好的吸水和保湿性能，所以在普通环境中易潮解，在应用上存在稳定性的问题。为了改善γ-聚谷氨酸在一些静电纺丝纤维中的稳定性，现对其进行改性，改性的方法有直接酯化法、酯交换法和交联法，其中直接酯化法比较简单。本课题中采取直接酯化法对羧基进行改性，并将改性后的γ-聚谷氨酸与聚丙烯腈共混进行静电纺丝，从而获取新型的，且具有良好稳定性的功能聚谷氨酸/聚丙烯腈纳米纤维膜。

关键字：γ- PGA PAN 酯化 吸湿性 静电纺丝

Study on Modification of Polyglutamic Acid

Abstract

γ-polyglutamic acid belongs to the polyamino acid compound, is a high molecular weight polymer, the polymerization degree is higher than two hundred, generally less than seven hundred, relative molecular mass is more than one hundred thousand less than two million. The specificity of γ-polyglutamic acid is manifested in physical and chemical properties such as good water solubility, strong adsorption, non-toxic and harmless, and can be used in food industry and also as flocculant, food additive, individual adsorbent And other raw materials, in many industries have a wide range of applications. γ-polyglutamic acid molecules in the side chain in the presence of a large number of carboxyl groups, relatively easy to form hydrogen bonds, it has good water absorption and moisturizing properties, so in the ordinary environment easy deliquescence, the application of the existence of stability problems. In order to improve the stability of γ-polyglutamic acid in some electrospinning fibers, it is modified by the method of direct esterification, transesterification and cross-linking, in which the direct esterification method simple. In this subject, the direct esterification method was used to modify the carboxyl group, and the modified γ-polyglutamic acid was mixed with polyacrylonitrile for electrospinning to obtain a new functional poly Glutamic acid / polyacrylonitrile nanofiber membrane.

Keywords:γ-PGA；PAN；Esterification；Hygroscopicity；Electrospinning

目录

摘要

Abstract

目录

第一章 前言

1.1 γ-聚谷氨酸

1.1.1 γ-聚谷氨酸的发现

1.1.2 γ-聚谷氨酸的结构

1.1.3 γ-聚谷氨酸的物理及化学性质

1.1.4γ-聚谷氨酸的生产方法

1.1.5 γ-聚谷氨酸的应用

1.2γ-聚谷氨酸的改性研究方向

1.2.1 γ-聚谷氨酸改性研究的意义

1.3 本课题研究内容

第二章 理论部分

2.1聚谷氨酸改性方法

2.2 γ-聚谷氨酸酯化原理

2.3 γ-聚谷氨酸酯化产物提取

2.4 静电纺丝

2.5 产物性能测试

2.5.1 红外光谱分析

2.5.2扫描电子显微镜（SEM）

2.5.3 综合热分析

第三章 实验部分

3.1 实验药品

3.2 实验仪器

3.3 改性γ-聚谷氨酸的制备

3.3.1改性γ-聚谷氨酸转化率的计算

3.4 改性γ-聚谷氨酸的鉴定

3.5 γ-聚谷氨酸及其改性后产物吸水性的对比

3.6 综合热分析

3.7改性γ-聚谷氨酸的静电纺丝

3.7.1 纺丝溶液的制备

3.7.2 纺丝过程

3.8 纺丝检测

3.9细胞培养

第四章 小结与展望

参考文献

致谢

第一章 前言

1.1 γ-聚谷氨酸

1.1.1 γ-聚谷氨酸的发现

γ-PGA当作炭疽芽孢杆菌的一类胶囊首先被发觉。^[1]从那时起，已经有几种物种被报道产生胞外γ-PGA。γ-聚谷氨酸可由“ 纳豆 ”发酵豆制得，这种发酵食品在东亚日本被人们广泛食用，而纳豆粘性胶状体主要由γ-聚谷氨酸构成，会起到加强矿物质吸收的作用。随着科学技术的发展，γ-PGA越来越多的被应用到各个领域，其合成和制备方法也越来越丰富。

1.1.2 γ-聚谷氨酸的结构

γ-聚谷氨酸通常有两种方式的构型：第一种为α-PGA，第二种为γ-PGA。不同的聚合度所形成的聚谷氨酸的相对分子质量也有很大的不同，其相对分子质量多大于十万，一般不超过二十万，跨度较大。从γ-PGA的分子展开式中可以看出(见图1-1），其含有很多-COOH，因此其有和-COOH一样的性质，如有良好的吸湿性。^[2]γ-聚谷氨酸这一特性使其在普通中的环境中易潮解，不易保存，但是国际上很多化妆品公司也利用这一特性改善化妆品的锁水功能，改善化妆品的保水性能。同时，γ-PGA中所含有的羧酸侧基可与金属离子相结合，因此γ-PGA对金属离子也有较好的粘着性。羧基易于交联和酯化，可将γ-PGA与交联剂形成树脂。^[3]

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