AM/NIPAM对P(NIPAM-co-AM)温敏凝胶性能的影响

以丙烯酰胺(AM)、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为单体,过硫酸铵(APS)-亚硫酸氢钠(SBS)为氧化-还原引发体系,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,制备了亲水型温敏凝胶P(NIPAM-co-AM)。研究了投料比m(AM)/m(NIPAM)对凝胶性能的影响。结果表明,随着凝胶体系中亲水单体AM比例的增大,共聚凝胶溶胀率、保水率、硬度均提高。当AM质量分数从0增大到100%时,凝胶硬度从84.929 g增为1 252.222 g。DSC表明,当AM质量分数从2%提高到10%时,凝胶LCST从38.61℃增加到57.95℃。随着AM比例降低,凝胶LCST向低温方向移动,相变范围温敏性越好。     

AM/NIPAM对P(NIPAM-co-AM)温敏凝胶性能影响

以丙烯酰胺(AM)、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为单体,过硫酸铵(APS)-亚硫酸氢钠(SBS)为氧化-还原引发体系,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,制备了亲水型温敏凝胶P(NIPAM-co-AM)。研究了投料比AM/NIPAM对凝胶性能的影响。结果表明：随着凝胶体系中亲水单体AM比例的增大,共聚凝胶溶胀率、保水率、硬度均提高。当AM从0增大到100%时,凝胶硬度从84.929g增为1255.222g。DSC表明,当AM含量从2%提高到10%时,凝胶LCST从38.61℃增加到57.95℃。随着AM比例降低,凝胶LCST向低温方向移动,相变范围温敏性越好。     

温敏性微凝胶对蛋白质和酶的吸附性能

用微乳液聚合方法以N-异丙基丙烯酰胺为单体合成了温敏性微凝胶聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM),研究了其对两种蛋白质和两种酶的吸附性能,测定了吸附等温线和温度对吸附量的影响。结果表明,微凝胶在低临界溶解温度(LCST)附近吸附蛋白质和酶的量有一突跃,例如在LCST前后,1 g纳米颗粒吸附的酪蛋白的质量分别为225 mg和415 mg;吸附的枯草杆菌蛋白酶的质量分别为12 000U/mg和27 500 U/mg。蛋白质和酶是通过物理吸附作用结合到PNIPAM微凝胶上,可以用调节温度的方法,来控制温敏微凝胶对蛋白质和酶的吸附与脱附。     

温敏性萃取水凝胶对生物大分子的分离

合成了均聚的聚N 异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)水凝胶以及N 异丙基丙烯酰胺与丙烯酰胺共聚的〔P(NIPAM-AM)〕水凝胶,并研究了它们的溶胀性能及其对生物大分子的萃取分离性能。结果表明,两种温敏凝胶具有很好的溶胀性能,其低临界共溶温度(LCST)分别为30 4和31 0℃,它们对蛋白质和酶的分离效率在LCST附近发生突跃,如PNIPAM水凝胶对白蛋白的分离效率在LCST前后从96 2%降至59 8%。当交联剂N,N 次甲基双丙烯酰胺(Bis)的质量分数w(Bis)>4%时,分离效率大于90%(LCST以下)。     

温敏性微凝胶的合成

对温度敏感性的高分子微凝胶的制备进行研究。采用无皂乳液聚合法,以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为单体,丙烯酸(AA)为功能性共单体,过硫酸钾(KPS)为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,成功制备出了粒径均匀且具有良好分散稳定性的P(NIPAM-co-NVP)微凝胶。经过实验证明,所得微凝胶的粒径随单体添加量的增加而增大。所制备的微凝胶具有明显的温度敏感性,其低临界溶解温度(LCST)约为43℃(NIPAM=5 g)。     

四元共聚水凝胶的合成、表征及吸水性研究

以水为分散介质,以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(NaAA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)为共聚单体,甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为交联单体,通过自由基聚合制得新型水凝胶。考察了各单体用量对水凝胶吸水性能的影响,发现AM∶NaAA∶HPA摩尔比为0.5∶2∶1,GMA用量为1 wt%,水凝胶吸水倍率达到410 g/g。用红外光谱对水凝胶的结构进行了表征。     

CMC接枝共聚制备高吸水性树脂的研究

采用水溶液聚合法,以羧甲基纤维素(CMC)为接枝骨架,以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为单体合成了CMC/AA/AM高吸水性树脂,探究了反应条件对高吸水性树脂性能的影响。结果表明在CMC用量为2g,AA为18g,AM为6g,AA中和度75%的条件下,当引发剂占单体总量2.9%,交联剂占单体用量0.025%,反应温度60℃,反应时间1.5h,该树脂吸蒸馏水倍率可达498g/g,吸0.9%NaCl水溶液可达59g/g。并研究了产品的重复吸水性能和保水性能。     

N-异丙基丙烯酰胺基智能膨润土的制备及性能

以钠基膨润土为原料,通过硅烷偶联剂KH570的脱水缩合作用将N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)接枝在钠基膨润土表面,制备了智能温敏膨润土(NIPAM-B).采用单因素方法对NIPAM-B的合成指标进行了优化,利用XRD、FTIR对NIPAM-B进行了表征,同时对NIPAM-B的温敏性、NIPAM-B悬浮液的流变性和悬浮性进行了考察,引入丙烯酸(AA)单体对NIPAM-B进行最低临界溶解温度(LCST)调控.结果表明,NIPAM-B具有良好的温敏特性,其悬浮液的流变性在40～60℃范围内表现出稳流特点以及升温增稠的特性.与钠基膨润土相比,NIPAM-B的悬浮性略有下降.此外,AA的引入可实现对NIPAM-B最低临界溶解温度(LCST)的调控,AA的摩尔分数(以AA与NIPAM物质的量为基准)每增加10％,NIPAM-B的LCST将提高10℃左右.     

凹凸棒黏土/黄原胶接枝改性高吸水性树脂的制备

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为单体对黄原胶(XG)进行接枝改性,再以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,加入凹凸棒黏土,采用溶液聚合法合成了一种新型复合高吸水性树脂。通过单因素试验研究了AA中和度、交联剂用量、引发剂用量、反应温度和凹凸棒黏土用量等因素对该树脂吸水(吸盐水)性能的影响,利用傅里叶红外光谱(FT-IR)仪、热重分析(TGA)仪对其结构和热性能进行了表征。结果表明:制备高吸水性树脂的最佳工艺条件为AA中和度70%,反应温度70℃,w(交联剂)=0.06%,w(APS)=1.0%,w(凹凸棒黏土)=5%;在最佳工艺条件下制备的高吸水性树脂,其最大吸水倍率、吸盐水倍率分别为827、109 g/g。     

温度对温敏性固定化酶的相对活力影响研究

以N 异丙基丙烯酰胺 (PNIPAM)均聚凝胶和N 异丙基丙烯酰胺与丙烯酰胺 [P(NIPAM -AM) ]共聚凝胶为载体制备了四种温敏性固定化酶。其相对活力 (f)随温度的升高而降低 ,在凝胶低临界溶解温度LCST(32 0℃ )附近骤降 (均聚枯草杆菌蛋白酶的f在 32 0℃前后由 86 2 %降至 18 8% ) ,即高温下 (LCST以上 )酶从凝胶中释放出来 ,说明温敏性凝胶可用作生物固定化催化剂的功能性载体。     

黄原胶改性制备高吸水性树脂的研究

以丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为黄原胶(XG)的接枝改性剂,采用反向悬浮聚合法制备了高吸水性树脂——接枝改性共聚物(XG-g-AA/AM)。采用U*10(104)均匀设计法对XG-g-AA/AM的合成工艺进行了优化。结果表明:XG-g-AA/AM的最佳合成条件为m(AA)=10.0 g、w(引发剂)=0.5%(相对于单体总质量而言)、AA中和度80%和反应温度60℃,此时XG-g-AA/AM的吸水倍率为890.1 g/g、吸盐水倍率为172.2 g/g;热失重分析(TGA)结果显示,XG-g-AA/AM的热稳定性优于XG;扫描电镜(SEM)观测结果显示,XG-g-AA/AM表面形成的多孔网络结构,有利于其对水分子的接触与吸附。     

壳聚糖接枝共聚制备高吸水性树脂的合成与表征

在水溶性氧化还原体系引发剂NaHSO3/K2S2O8的引发下,使丙烯酸(AA),丙烯酰胺(AM)在壳聚糖(CTS)分子链上接枝聚合,并加入N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)进行一定程度的交联,制得高吸水性树脂。研究了反应条件对所得树脂吸水性能的影响。结果表明,使树脂具有最高吸水性能的最优化反应条件为:m(CTS)∶m(AA)∶m(AM)为1∶3∶1,丙烯酸的中和度为70%,引发剂用量4%,交联剂用量0.04%,反应温度45°C。在此条件下合成的树脂最大吸水倍率可达402 g/g,吸盐水(浓度0.9%)倍率可达102 g/g,定性观察该高吸水性树脂的凝胶强度为良。最后采用SEM和TG对所合成的树脂进行了结构和性能表征。     

秸秆纤维素接枝AA/AM高吸水性树脂合成与性能研究

将玉米秸秆纤维素与丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)接枝共聚,制得高吸水性树脂(SAR)。采用正交试验对合成条件进行了优化,通过红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对最优条件下合成的SAR进行结构表征,并对其吸水性能和保水性能进行了测试。结果表明:单体成功地接枝到秸秆纤维素上,最佳合成条件为:单体组成AA:AM=1:1,引发剂用量为单体总量的1.6%,交联剂用量为0.2%,秸秆用量为5%,AA中和度为80%。此条件下制备的SAR吸水倍率为639.40 g/g,在0.9%NaCl溶液中的吸液倍率为72.89 g/g,具有优良的吸水性能和保水性能。     

CMC-P(AA-AM)水凝胶的制备及溶胀性能测定

以羧甲基纤维素钠(CMC)为原料、丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(VA-044)为引发剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂制备了CMC-P(AA-AM)水凝胶，研究了聚合条件对其溶胀性能的影响，通过单因素试验确定最佳聚合条件；利用傅里叶红外光谱、热失重对水凝胶结构进行表征；重点考察了水凝胶在不同盐、pH及表面活性剂溶液中的溶胀性能。结果表明，CMC、VA-044、NMBA、AM占AA的质量分数分别为9%、0.7%、0.7%、33.3%时，水凝胶溶胀倍率最大，为253.2 g/g。CMC-P(AA-AM)在不同盐溶液中的溶胀性能差距较大，对重金属离子更为敏感。水凝胶在pH 5～9范围内保持了较高的溶胀性能，表现出良好的pH响应性能。CMC-P(AA-AM)在阴离子表面活性剂溶液中溶胀性能优于非离子、阳离子溶液，在油酸钠中的吸水倍率为210.0 g/g。     

N-异丙基丙烯酰胺基智能膨润土制备及其性能

以钠基膨润土为原料，通过硅烷偶联剂KH570的脱水缩合作用将N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）接枝在钠基膨润土表面，制备智能温敏膨润土（NIPAM-B）。采用单因素方法对NIPAM-B的合成指标进行优化，并利用XRD、FTIR技术对NIPAM-B进行表征，同时对NIPAM-B的温敏性、NIPAM-B悬浮液的流变性和悬浮性进行考察，并引入丙烯酸（AA）单体实现温度调控。结果表明，NIPAM-B具有良好的温敏特性，且该智能温敏膨润土悬浮液的流变性在40~60℃范围内表现出稳流特点以及升温增稠的特性。但该智能温敏膨润土相较于膨润土原土而言，悬浮性略有下降。此外，经过引入AA的温度调控作用，发现AA与NIPAM的添加量的物质的量比值每增加10%，智能温敏膨润土的LCST将提高10℃左右。     

复合交联剂型高吸水树脂的超声制备与性能研究

以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)和聚乙二醇(PEG)为复合交联剂,以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,在无任何助剂下超声辐射合成AA/AM/AMPS共聚高吸水性树脂,研究了反应条件对树脂吸水倍率的影响,并对树脂的吸水性能进行了测试,用红外光谱(FT-IR)和AFM对树脂的结构和表面形态进行了表征.结果表明:在优化条件下合成的高吸水性树脂其吸蒸馏水和生理盐水分别为1342 g/g和92 g/g;表征分析证实,复合交联剂通过化学交联和物理交联的协同作用可以有效改善树脂的凝胶强度、耐热性、保水性和再生性.     

聚丙烯酸-丙烯酰胺复合水凝胶的制备及性能研究

将不同配比的丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和细菌纤维素(BC)单体混合后进行共聚,制得了P(AA-co-AM)/BC复合水凝胶。测定了其吸水性能、保水性能、动态力学性能、热性能、微观结构以及对金属离子的吸附性能等。研究结果表明:当w(AM)=60%(相对于AA质量而言)、w(BC)=0.4%(相对于单体总质量而言)时,复合水凝胶的吸水性能、保水性能、溶胀性能相对最好,其动态力学性能和耐热性均得到改善;当w(AM)=70%、w(BC)=0.4%时,复合水凝胶对金属Cu2+的吸附性能更好;添加BC后复合水凝胶具有更多的微孔结构,孔隙排列密集、均匀。     

EDTA改性P(AA-AMPS)/SA耐水解水凝胶的制备及其对Cu2+、Cr3+的吸附性能

以海藻酸钠(SA)为原料,丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,四烯丙基溴化铵(TAAB)为交联剂,EDTA二钠为添加剂,制备了改性耐水解多孔水凝胶P(AA-AMPS)/SA,对水凝胶吸水性能及其对Cu2+、Cr3+的吸附性能进行了测定,探究了凝胶吸附等温线及吸附动力学,利用FTIR、SEM、AFM对凝胶表面形态进行了分析。结果表明,SA的加入可提高水凝胶的溶胀速率,制备的改性水凝胶具有优异的耐水解性能,pH=7、125℃下在水溶液中的吸水倍率可达350.4g/g;EDTA二钠的加入及溶液pH增大均有利于提高水凝胶对Cu2+、Cr3+的吸附性能。在吸附温度为20℃,pH为7,吸附时间为1h时,水凝胶(0.1g)在Cu Cl2 (0.07 mol/L)、Cr Cl3(0.05 mol/L)溶液中的吸附量最大,分别为539.2、286.7 mg/g。水凝胶对Cu2+的吸附机理符合Langmuir吸附等温式,对Cr3+的吸附符合Freundlich模型。吸附均为自发放热过程,吸附温度升高,达到吸附平衡的时间缩短,吸附量略有降低。     

聚丙烯酸–丙烯酰胺交联微球的制备及吸水性能

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)作为单体,N,N–亚甲基丙烯酰胺(MBA)作为交联剂,利用反向悬浮聚合法制备聚丙烯酸–丙烯酰胺(PAA–AM)交联微球,研究了单体配比、交联剂用量、分散剂浓度、搅拌速度、AA中和度对交联微球吸水性能的影响。结果表明,当单体中AM的质量分数为60%、交联剂用量为1%、AA中和度为80%、分散剂浓度为1%、搅拌速度为350 r/min,交联微球的吸水倍率分别达到最大值450.77,426.83,426.83,426.83,424.23 g/g。     

聚丙烯酸钠/丙烯酰胺复合物的制备及其吸附

以反相悬浮聚合法制备一系列聚丙烯酸钠和丙烯酰胺共聚物[P(AANa-co-AM)],运用傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)等手段对其表征。研究了溶液pH值、单体配比、吸附时间、Pb~(2+)浓度和温度等因素对吸附性能的影响。结果显示,在最适pH值下,不同单体配比的聚丙烯酸钠/丙烯酰胺(AA/AM)吸附剂对Pb~(2+)的吸附效果不同,其中AA/AM单体配比为5∶5时,对Pb~(2+)的吸附效果最好。动力学研究表明,该复合材料对铅离子的吸附符合准二级模型;热力学实验数据显示,Langmuir模型比Freundlich模型更符合吸附等温线。当温度由298 K升高到318 K时,最大吸附量由591.7 mg/g增加到625.0 mg/g,热力学研究表明,P(AANa-co-AM)凝胶对Pb~(2+)的吸附为一自发吸热过程。