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·596· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

revealed that HAPEC had good biodegradability. After 90 days of degradation, its morphological changes
were obvious and its biodegradation rate could be up to 36.5%.
Key words: hydroxyethyl cellulose; thermosensitivity; LCST; biodegradation; functional materials
Foundation items: National Key R & D Program of China (2017YFD0701700), National Natural Science
Foundation of China (21376041, 31472312 and 31672673), Key Laboratory of Mariculture & Stock
Enhancement in North China's Sea (2018-KF-06) and Planning Project for Ocean and Fisheries Department
of Liaoning Province (201811)

刺激敏感型聚合物材料可在外界环境因素（温 敏 感型高 分子 的温度 调节 范围较 窄， 一般 在
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度 、pH 、离子强度 、电场 、溶液组成 、应 20~36 ℃，因此限制了其应用。此外，接枝在纤维
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力 、光强度 和磁场 等）的刺激下，使自身的某 素骨架上的合成型高分子仍存在单体毒性强、生物
些物理和化学性质发生相应突变。刺激敏感材料具 相容性和生物降解性差等缺点。通过调控纤维素衍
有的这些出色性能，使其在不同领域中越来越受到 生物的亲水亲油平衡值使其具有温度敏感性是设计
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重视，如药物运载 、靶向释药 [10] 、医疗诊断 [11] 、 多糖基温度敏感高分子的有效方法。本课题组在亲
组织修复 [12] 等。目前，最受关注的刺激敏感型聚合 水性纤维素骨架上接枝分子链较短的疏水基团使纤
物材料是温度敏感型聚合物，这主要是因为改变温 维素衍生物具有温度敏感性 [24-25] 。通过控制疏水基
度容易控制和易于操作，并且改变温度的方式也方 团的取代度，纤维素衍生物水溶液的 LCST 可在较
便应用。聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM） [13] 宽的温度范围内进行调控。此类方法使纤维素基温
是一种典型的温度敏感型高分子化合物，但是单体 度敏感材料在制备和后处理过程中有效避免了有毒
毒性强、生物相容性和生物降解性差限制了这类合 化学组分的引入，例如：大分子引发剂残留物、有
成型高分子在医疗、医药领域中的应用。因此，这 毒的残留单体、链转移剂等，并且通过控制小分子
一领域的重要发展方向是研制出无毒性、生物降解 疏水性基团的取代度来调节温度敏感材料的相分离
性和生物相容性好的温度敏感材料 [14-16] 。 温度更加简单、精准。
纤维素是一类源自农业废弃物、林业废弃物的 本文以纤维素衍生物羟乙基纤维素作为亲水性
生物质可再生资源，并且纤维素具有无毒、无污染、 主链，在其骨架上接枝疏水性侧链烯丙基基团，制
可生物降解等优点 [17] ，被认为是未来化工及能源原 备了一系列不同取代度的 2-羟基-3-烯丙氧基丙基羟
料的主要来源。纤维素是合成温度敏感聚合物的理 乙基纤维素（HAPEC），并研究了 HAPEC 的取代度、
想原材料，已受到各国学者的广泛重视。目前，纤 HAPEC 浓度和溶液离子强度对 HAPEC 温度敏感性
维素基温度敏感材料的制备主要是通过接枝共聚反 能的影响，利用荧光光谱和动态光散射法考察了
HAPEC 的自组装行为，并测定了产品的临界胶束浓
应在纤维素骨架上接枝合成型温度敏感聚合物。如：
N,N-二乙基丙烯酰胺-g-纤维素 [18] 、聚（N-异丙基丙 度。最后，通过扫描电镜并参照 ASTMD 5988—03 标
烯酰胺）-g-纤维素 [19] 、N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酸-g- 准 [26] ，研究了 HAPEC 的生物降解性。
纤维素 [20] 以及聚（N-乙烯基己内酰胺）-g-纤维素 [21] 。
1 实验部分
利用接枝共聚方法所合成的纤维素基温度敏感聚合
物的生物降解性和生物相容性得到极大提高，基本 1.1 试剂与仪器
满足相关应用领域的标准。然而，此类纤维素基温 数均相对分子质量为 250000〔取代度（MS）
度 敏感材 料最 主要缺 陷为 最低临 界溶 解温 度 =2.5〕的羟乙基纤维素购于美国 Sigma-Aldrich 公司，
（LCST）不易调节。在不同的应用领域所需温度敏 AR；烯丙基缩水甘油醚（AGE）购于东京化成工业
感材料的 LCST 有所不同，因此，如何方便快捷地 株式会社，AR；氢氧化钠，购于天津科密欧化学试
调节温度敏感材料的 LCST 受到相关研究者的广泛 剂有限公司，AR；以上试剂都未经过进一步处理，
关注。 直接用于反应。
接枝共聚型温度敏感聚合物调控 LCST 的方式 1.2 2-羟基-3-烯丙氧基丙基羟乙基纤维素的制备
主要是通过改变所接枝的合成型温度敏感高分子的 将 5 g 羟乙基纤维素（HEC）加入到 100 mL 三
种类 [22] 和相对分子质量 [23] 。然而，通过改变合成型 口瓶中，然后加入去离子水 25 mL，搅拌下加入质
温度敏感高分子种类和相对分子质量调节 LCST 的 量分数 40%氢氧化钠溶液 0.52 g，升温至 70 ℃，通
方法较为复杂、可调控性差，并且这些多糖基温度 入氮气，碱化反应 60 min。在反应温度下，分别滴