摘要
海藻酸钠是常见的天然高分子，不仅在传统工业中得到广泛的应用，也越来越多地应用到生物技术、制药、环境治理等新兴领域。海藻酸钠与多价阳离子的络合是其应用的重要基础，因此揭示海藻酸钠与不同碱土金属离子的络合机理对丰富其凝胶理论，扩展其应用范围有着重要的学术意义和应用价值。本研究以三种不同的海藻酸钠为研究对象，首先对海藻酸钠样品进行分子表征，然后采用相对粘度和圆二色谱法，研究海藻酸钠与不同碱土金属离子的络合机理；同时利用流变实验对海藻酸钠与不同碱土金属离子的临界凝胶行为进行了研究；最后结合荧光标记、流变学实验和离子色谱等方法，探讨了在钙离子存在的情况下，高G片段和海藻酸钠、果胶混合"蛋盒"模型存在的可能性。得出以下结论： 1、海藻酸钠与钙离子、锶离子的络合均呈现多步骤反应，分子尺寸出先减小后增大再减小的趋势。海藻酸钠与锶离子络合形成二聚体时的R值不同于钙离子，其络合机理可能不遵循"蛋盒"模型。镁离子不与海藻酸钠发生络合。钡离子与海藻酸钠络合呈现两步骤，并没有单体复合物和类似"蛋盒"模型的结构生成。 2、利用葡萄糖酸内酯酸化M2+-EDTA（M为Ca、Sr和Ba）溶液，缓慢释放碱土金属离子，研究了不同碱土金属离子引入量时，混合体系的粘弹性。得出在临界凝胶点时，碱土金属离子与羧基的摩尔比分别为0.15、0.05、0.0125。利用Winter-Chambon自相似模型、临界凝胶点模量松弛法，并结合标度理论计算临界凝胶指数，发现海藻酸钙和海藻酸钡的凝胶指数与逾渗模型预测的0.71基本一致，表明二者的凝胶结构类似于随机形成的电网络结构，适用于标度定律，而海藻酸锶的临界指数与逾渗模型的预测值相差很大，其网络结构的生长不具有完全随机性，不适用于标度定律。 3、在低钙区，高G片段与海藻酸钠不存在混合络合行为；在高钙区，高G片段会促进海藻酸钠的凝胶。高G片段与果胶可能存在混合络合行为。
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