mahPEG800mah-AM-DMAEMA三元共聚复合水凝胶的增韧及智能响应性EI北大核心CSCD

以聚乙二醇马来酸酐双酯(mahPEGmah)、丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)为单体,通过自由基共聚,合成了一种高强度且具有温度、pH、电场响应性的智能型复合水凝胶。利用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析表征了凝胶的化学结构、形貌、结晶性能。研究结果表明,采用油溶性引发剂、交联剂在非均相体系中合成的水凝胶压缩强度明显优于水溶性引发剂、交联剂合成的水凝胶,且PEG相对分子质量为1000时,凝胶压缩强度可达12.5 MPa;随着DMAEMA含量的增加,凝胶的低临界溶解温度(LCST)升高,同时凝胶断面的SEM显示凝胶的韧性先增大后减小,当n(mahPEG1000mah)∶n(AM)∶n(DMAEMA)=1∶8∶1时,凝胶的韧性最好;PEG的相对分子质量增大,凝胶溶胀度上升、响应敏感性增强;随交联度的增大,凝胶的最大弯曲角度和电场敏感性有所降低。     

mahPEG800mah-AM-DMAEMA三元共聚复合水凝胶的增韧及智能响应性

以聚乙二醇马来酸酐双酯(mahPEGmah)、丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)为单体,通过自由基共聚,合成了一种高强度且具有温度、pH、电场响应性的智能型复合水凝胶。利用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析表征了凝胶的化学结构、形貌、结晶性能。研究结果表明,采用油溶性引发剂、交联剂在非均相体系中合成的水凝胶压缩强度明显优于水溶性引发剂、交联剂合成的水凝胶,且PEG相对分子质量为1000时,凝胶压缩强度可达12.5 MPa;随着DMAEMA含量的增加,凝胶的低临界溶解温度(LCST)升高,同时凝胶断面的SEM显示凝胶的韧性先增大后减小,当n(mahPEG1000mah)∶n(AM)∶n(DMAEMA)=1∶8∶1时,凝胶的韧性最好;PEG的相对分子质量增大,凝胶溶胀度上升、响应敏感性增强;随交联度的增大,凝胶的最大弯曲角度和电场敏感性有所降低。     

pH-GSH双敏感型P(mPEGMA-DEAM-SS)水凝胶的溶胀动力学

以甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(m PEGMA)、甲基丙烯酸-N-N-二乙氨基乙酯(DEAM)为单体,2,2'-二硫二乙醇的二甲基丙烯酸酯(SS)为交联剂,采用自由基交联共聚法制备了具有p H-GSH双敏感性的P(m PEGMA-DEAM-SS)水凝胶。研究了溶剂对凝胶溶胀性能的影响,并初步研究了在不同介质中水凝胶的溶胀动力学。结果表明,以N-N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂时,可获得良好p H响应能力的水凝胶;水凝胶的溶胀过程表现出良好的p H-GSH双敏感性,该水凝胶的扩散行为在酸性介质中符合non-Fickian模型,而在中性介质则符合Fickian模型;在10 mmol/L GSH条件下,水凝胶溶胀率上升了4倍多,其扩散亦为non-Fickian扩散模式。     

多孔膨润土/丙烯酸/羧甲基纤维素复合凝胶的制备及性能研究

以纳米膨润土、丙烯酸和羧甲基纤维素为原料,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,聚乙烯醇(PEG)为成孔剂制备了一种新型多孔网络凝胶。通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对凝胶结构进行了表征。研究了交联剂、引发剂用量和成孔剂的加入对凝胶的溶胀性能的影响。结果表明:交联剂量为0.04wt%,引发剂量为1.5~2.0wt%时多孔凝胶的溶胀性能最佳。在蒸馏水中和0.9wt%NaCl溶液中的溶胀率分别1125g/g和123g/g。成孔剂PEG的加入能使凝胶的溶胀率和溶胀速率明显提高。     

溴化工艺对溴化丁基橡胶溴含量及凝胶含量的影响EI北大核心CSCD

以胶乳法制备溴化丁基橡胶(BIIR),研究了溴化工艺(溴化剂用量、溴化温度和体系p H值)对BIIR产物溴含量及凝胶含量的影响,并考察了产物的溶解性能。结果表明,丁基胶乳中丁基橡胶(IIR)分子链在少量溴化剂存在时就可以发生交联,溴化产物溴含量均在3%以下。溴化剂用量2.5 m L、溴化温度50℃、p H值为7时BIIR溴含量和凝胶含量分别为2.66%和54.6%。BIIR在有机溶剂中的溶解能力从大到小为:氯仿>环己酮>四氢呋喃>苯酚>丙酮>甲苯;在同一溶剂中BIIR溶解性能则随着溴含量的增加而增大。     

溴化工艺对溴化丁基橡胶溴含量及凝胶含量的影响

以胶乳法制备溴化丁基橡胶(BIIR),研究了溴化工艺(溴化剂用量、溴化温度和体系p H值)对BIIR产物溴含量及凝胶含量的影响,并考察了产物的溶解性能。结果表明,丁基胶乳中丁基橡胶(IIR)分子链在少量溴化剂存在时就可以发生交联,溴化产物溴含量均在3%以下。溴化剂用量2.5 m L、溴化温度50℃、p H值为7时BIIR溴含量和凝胶含量分别为2.66%和54.6%。BIIR在有机溶剂中的溶解能力从大到小为:氯仿环己酮四氢呋喃苯酚丙酮甲苯;在同一溶剂中BIIR溶解性能则随着溴含量的增加而增大。     

壳聚糖基三元智能水凝胶的制备及其敏感性

以戊二醛为交联剂,硝酸铈铵为引发剂,在壳聚糖(CS)/聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)二元凝胶的基础上,通过引入聚乙烯醇(PVA),制备了具有温度和pH双重敏感性的CS基三元智能水凝胶。结果表明,PVA的引入可显著提高CS在体系中的用量,增加凝胶的温度敏感级数,增强敏感度。在PVA用量为6.25%(相对于PVP的质量分数,下同),0.4%交联剂,5.1%引发剂,80℃下反应6h的条件下,可获得最大溶胀率约为1500%的三元凝胶。CS基三元凝胶在实验考察的温度范围内具有四级温度敏感性,且在35℃附近有一显著敏感点;对不同的pH值具有较好的敏感性,敏感突变点在pH=2附近。     

壳聚糖基三元智能水凝胶的制备及其敏感性EI北大核心CSCD

以戊二醛为交联剂,硝酸铈铵为引发剂,在壳聚糖(CS)/聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)二元凝胶的基础上,通过引入聚乙烯醇(PVA),制备了具有温度和pH双重敏感性的CS基三元智能水凝胶。结果表明,PVA的引入可显著提高CS在体系中的用量,增加凝胶的温度敏感级数,增强敏感度。在PVA用量为6.25%(相对于PVP的质量分数,下同),0.4%交联剂,5.1%引发剂,80℃下反应6h的条件下,可获得最大溶胀率约为1500%的三元凝胶。CS基三元凝胶在实验考察的温度范围内具有四级温度敏感性,且在35℃附近有一显著敏感点;对不同的pH值具有较好的敏感性,敏感突变点在pH=2附近。     

聚丙烯酰胺/聚甲基丙烯酸(2-甲基氨基)乙酯高强度双网络水凝胶的制备及pH响应性

利用两步法合成了聚丙烯酰胺(PAM)/聚甲基丙烯酸(2-甲基氨基)乙酯(PDMAEMA)双网络水凝胶,第一网络为锂藻土(Laponite)物理交联的PAM纳米复合水凝胶,第二网络为化学交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)交联PDMAEMA。研究了2种网络相对含量、纳米黏土Laponite用量、化学交联剂BIS用量对水凝胶强度和pH响应性的影响。研究结果表明,PAM/PDMAEMA双网络水凝胶具有高强度,改变单体AM和DMAEMA的配比、交联剂的用量,其拉伸强度在36～91.9 kPa范围内可调。PAM/PDMAEMA双网络水凝胶还具有灵敏的pH刺激响应性,在pH=4时双网络水凝胶溶胀度急剧下降。     

高强度超拉伸全物理交联双网络水凝胶的制备与性能

以锂藻土(Laponite)与聚丙烯酰胺(PAM)间的氢键交联作用网络形成第1网络、以三价铁离子(Fe~(3+))与海藻酸钠(Alginate)间的离子交联作用形成第2网络,制备了锂藻土-聚丙烯酰胺/Fe~(3+)-海藻酸钠(Laponite-PAM/Fe~(3+)-Alginate)全物理交联双网络水凝胶。通过扫描电镜表征了Laponite-PAM/Fe~(3+)-Alginate双网络水凝胶的微观结构,探究了Fe~(3+)浓度和锂藻土含量对Laponite-PAM/Fe~(3+)-Alginate双网络水凝胶力学性能的影响,并通过拉伸-回复测试表征了水凝胶的回复性能和抗疲劳性能。结果表明,Laponite-PAM/Fe~(3+)-Alginate全物理交联双网络水凝胶内部具有致密的三维网络结构,其断裂强度可达2.4 MPa,断裂伸长率可达2600%,韧性可达44.8 MJ/m~3,具有优异的力学性能、良好的回复性能及抗疲劳性能。     

具有灵敏pH响应的高强度聚丙烯酰胺/聚丙烯酸钠双网络水凝胶的合成

采用二步法,以锂藻土(Laponite)交联聚丙烯酰胺(PAM),N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)交联聚丙烯酸(PAA),通过自由基聚合制备了PAM/PAA双网络水凝胶。该水凝胶的拉伸强度可达137 k Pa,在酸性缓冲液中收缩,碱性缓冲液中溶胀,具有灵敏的pH响应性。通过调节丙烯酸(AA)单体的中和度和2种网络交联剂的用量及单体配比,可控制双网络水凝胶的拉伸性能和响应性能。结果表明,AA中和度为125%,m(AM)∶m(Laponite)=1∶0.6,m(AA)∶m(BIS)=1∶0.0002,m(AM)∶m(AA)=7∶1时,水凝胶的拉伸强度最佳,可达137 k Pa;该条件下制备的双网络水凝胶同时具有灵敏可逆的pH响应性,在pH=3的缓冲液中溶胀度达5.26,在pH=7的缓冲液中溶胀度可达16.98。     

pH敏感性多孔半纤维素水凝胶的制备及药物释放性能研究

以聚乙二醇(PEG)为致孔剂,利用自由基聚合法制备了具有多孔结构的半纤维素接枝共聚丙烯酰胺水凝胶,分别用FT-IR和SEM对水凝胶的结构和表面形态进行了分析;研究了水凝胶的pH值敏感性以及单体比例、PEG用量、PEG分子量和交联剂对溶胀率的影响;最后,以亚甲基蓝为模型药物研究了该水凝胶对药物的释放性能。实验结果表明,PEG为致孔剂,没有参与聚合反应;该水凝胶具有多孔结构以及优良的pH值敏感性,能够实现药物的控制释放,有望成为一种良好的药物载体。     

轻质可压缩壳聚糖/石墨烯复合气凝胶的制备与性能EI北大核心CSCD

以石墨烯气凝胶(GA)为骨架,向其浇注壳聚糖(CS)醋酸溶液制备出多重网络结构的壳聚糖/石墨烯复合气凝胶(CGA),并探究了气凝胶的微观结构与性能的关系。采用扫描电镜、红外光谱、比表面积分析、热常数分析以及压缩性能测试等方法详细表征了材料的结构和性能。研究发现,杂化气凝胶丰富发达的孔洞结构赋予了材料轻质低密度的特性;多重网络结构的构筑,使材料具有良好的回弹性;CS与GA在界面上交联,使杂化气凝胶的压缩强度由10.02 kPa提高到99.83 kPa,弹性模量由19.75 kPa增加至244.66 kPa。这种有机-无机多重网络结构的设计,提高了GA的可压缩性,解决了GA压缩易破碎的问题。     

离子双交联海藻酸钠/聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)高强度水凝胶的研究

利用海藻酸盐分子和共聚物链上丰富的羧基与多价金属离子的高配位能力,采用"一步法"离子双交联制备了高强度、高韧性的海藻酸钠/聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)-Fe~(3+)(S/P-Fe~(3+))双网络水凝胶。对浸泡多种金属离子(Na~+、Ca~(2+)、Cu~(2+)、Al~(3+)、Fe~(3+))溶液得到的金属离子双交联水凝胶的力学性能展开研究,结果表明,随着金属离子价态的升高,水凝胶的力学强度逐渐增大,其中铁离子的增强效果最好。通过优化SA含量、AAc与AAm的比例以及Fe~(3+)浓度,获得最佳配比的S/P-Fe~(3+)(SA 2%(质量分数,下同),AAc 5%(摩尔分数,下同)和Fe~(3+)0.06 mol/L)高强度水凝胶,其力学性能优越(拉伸强度3.24 MPa,断裂伸长率1 228%),同时该离子双交联高强度水凝胶还具有高的含水量(76%)。此外,S/P-Fe~(3+)水凝胶的交联强度受环境影响,通过p H值变化可调节其力学性能,使其具备形状记忆性。     

PNIPA/CS智能水凝胶的辐射合成及性能研究

选用具有优良温敏性单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)和具有良好生物相容性及生物可降解性的p H敏感性天然高分子壳聚糖(CS)为基本原料,采用辐射法合成了PNIPA/CS智能水凝胶,用红外光谱分析了水凝胶的结构,并测定了水凝胶的溶胀动力学、退溶胀动力学和平衡溶胀率,研究了CS含量对凝胶性能的影响。结果表明,CS分子上的C3—OH和/或C6—OH和PNIPA发生了接枝反应,PNIPA/CS水凝胶的溶胀率随着CS含量的增大而逐渐减小。CS含量为20%的水凝胶其溶胀过程主要由链段的松弛来控制,该水凝胶的平均失水率约为94%,其较低温临界温度(LCST)约为37℃。     

轻质可压缩壳聚糖/石墨烯复合气凝胶的制备与性能

以石墨烯气凝胶(GA)为骨架,向其浇注壳聚糖(CS)醋酸溶液制备出多重网络结构的壳聚糖/石墨烯复合气凝胶(CGA),并探究了气凝胶的微观结构与性能的关系。采用扫描电镜、红外光谱、比表面积分析、热常数分析以及压缩性能测试等方法详细表征了材料的结构和性能。研究发现,杂化气凝胶丰富发达的孔洞结构赋予了材料轻质低密度的特性;多重网络结构的构筑,使材料具有良好的回弹性;CS与GA在界面上交联,使杂化气凝胶的压缩强度由10.02 kPa提高到99.83 kPa,弹性模量由19.75 kPa增加至244.66 kPa。这种有机-无机多重网络结构的设计,提高了GA的可压缩性,解决了GA压缩易破碎的问题。     

聚苯胺-聚丙烯酸复合物凝胶态的刺激响应性研究

研究了聚苯胺-聚丙烯酸(PANIPAAC)复合物在凝胶状态下的pH敏感性和电场敏感性,对复合物中的分子间作用力随pH值、温度和电场的变化作了初步探讨。认为凝胶的pH和电场敏感性都与酸碱度变化引起凝胶网络上荷电密度变化有关,本质上是相同的机制。     

不同分子量聚乙二醇/二氧化硅定型相变材料的性能

以聚乙二醇为相变材料、二氧化硅为基体材料,采用温度促凝法制备出不同相对分子质量的聚乙二醇/二氧化硅定型相变材料(PEG/SiO2ss-PCMs)。运用综合热分析、红外光谱及偏光显微镜分析不同相对分子质量的PEG对PEG/SiO2性能的影响。结果表明,ss-PCMs中PEG与SiO2凝胶相互之间是靠氢键进行简单的物理吸附的,SiO2未影响PEG的相变行为,ss-PCMs中的PEG仍具有良好的结晶性能。ss-PCMs的相变温度、相变焓随相对分子质量的增加而增长,在多次温度循环下相变焓为85.3 J/g~108.1 J/g。     

异氰脲酸三缩水甘油酯改性脱细胞猪真皮基质的研究

采用异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC)对脱细胞猪真皮基质(p ADM)进行交联改性,考察了反应温度、p H值、用量和反应时间对基质材料收缩温度的影响,对交联前后基质材料的表面形貌、红外、热稳定性、耐酶降解性、力学性能、接触角等物理化学性能进行了表征,检测了基质材料的细胞毒性。结果表明,当反应温度为37℃,p H值为9.2左右,反应16~20 h,TGIC用量为10%时,基质材料的交联程度最大,收缩温度高达84℃;基质材料经TGIC交联能显著提高其形态稳定性、机械强度、热稳定性、耐酶降解性和亲水性,同时仍具有良好的细胞相容性,细胞毒性评级为Ⅰ级。     

双醛壳聚糖/阳离子淀粉施胶剂的抗油脂性能

目的提高包装纸的环保性及抗油脂性能。方法通过高碘酸钠选择性氧化壳聚糖(CTS)来制备双醛壳聚糖(D-CTS),将双醛壳聚糖与阳离子淀粉(CS)进行复配来制备D-CTS/CS施胶剂,然后将D-CTS/CS施胶剂在手抄纸上进行涂布,测试涂布纸的抗油脂性能。利用表面接触角仪来分析抗油脂的作用机理。结果复合施胶剂中,当双醛壳聚糖质量分数为0.3%,干燥温度为80℃,干燥时间为50 s,p H值为5.5~6.5时,涂布纸抗油脂性能最好,抗油脂指数最高能达到10。结论纸张表面经过该施胶剂处理后,纸张表面静电作用以及成膜性能都得到了提高,从而阻碍了油滴在纸张中的渗透,使抗油脂性能得到了增强。