单体配比对水凝胶接触镜材料溶胀性能的影响

以过氧化苯甲酰为引发剂，N－乙烯基吡咯烷酮（NVP）、甲基丙烯酸β－羟乙酯（HEMA）以及甲基丙烯酸酯共聚制备水凝胶，研究了该水凝胶的溶胀性能。实验发现，随NVP含量的增大，水凝胶的平衡溶胀度增大；少量甲基丙烯酸酯的加入，可较小幅度地降低共聚物水凝胶的平衡溶胀度，其中甲基丙烯酸乙酯所导致水凝胶平衡溶胀度下降幅度最低；TG分析表明，N－乙烯基吡咯烷酮与甲基丙烯酸β－羟乙酯二元共聚物水凝胶中的自由水容易脱水，而添加甲基丙烯酸酯可以增强水凝胶的抗脱水性能，尤其以甲基丙烯酸乙酸较为明显。     

改性纤维素增强丙烯酰胺水凝胶的合成与拉伸性能研究

采用水媒法制备了低取代度羧甲基纤维素,并用接枝聚合法制备了改性纤维素/丙烯酰胺水凝胶,考察了单体质量比、取代度等对水凝胶拉伸性能的影响.结果表明:对于接枝聚合反应,采用低取代度羧甲基纤维素可以提高纤维素的有效用量;当交联剂用量为180 mg/L、引发剂1 300 mg/L、低取代度羧甲基纤维素和丙烯酰胺质量比在1∶4 ～ 1∶4.5之间、单体质量分数为30%时,合成水凝胶的拉伸强度达到0.28 MPa;在此基础上,适量添加15%的淀粉可使水凝胶拉伸强度达到0.47 MPa;添加1%二氧化钛可使水凝胶拉伸强度达到0.38 MPa.     

PVA/PAA/BC复合水凝胶的制备与性能

利用冰冻-解冻循环法制备聚乙烯醇（PVA）/聚丙烯酸（PAA）/细菌纤维素（BC）复合水凝胶.研究BC与单体丙烯酸（AA）用量对PVA/PAA/BC复合水凝胶的力学性能和溶胀特性的影响,初步探讨PVA/PAA/BC复合水凝胶的pH敏感性.实验结果表明：随着BC添加量的增多,PVA/PAA/BC复合水凝胶的含水率和拉伸强度与PVA/PAA水凝胶相比均有一定程度的提高,SEM表明复合水凝胶的网络交联点增多;加入AA会使复合水凝胶拉伸强度减小,但溶胀性能提高很多.综合考虑,BC添加量为4%,AA添加量为8%时,各项性能均较好.     

TEMPO介导氧化纤维素模板Zr/Si气凝胶的合成和测试

为了制备孔隙率高、降解性良好,并且在高温环境中性能良好的纤维素气凝胶,首先利用2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)介导氧化漂白的硫酸盐软木浆,制备纤维素微纤维(CMF);然后通过Zr~(4+)和Zr~(4+)/SiO_2溶胶前体溶液改性处理CMF以制备纤维素水凝胶;最后将水凝胶冷冻干燥获得Zr和Zr/Si杂化纤维素气凝胶。结果表明:制备得到的气凝胶,在高温化境下,Zr~(4+)能转化为耐热的氧化物,添加的SiO_2既能增加传统气凝胶结构,又能提升耐热性能;Zr~(4+)金属阳离子诱导CMF纤维自交联形成水凝胶化,TG和XRD表明Zr~(4+)和Zr~(4+)/SiO_2附着在纤维素表面上,形成了耐高温层;Zr/Si纤维素气凝胶在高温环境下比Zr纤维素气凝胶具有更好的隔热性和耐高温性能。     

基于纤维素的温敏性互穿网络水凝胶的制备与表征

报道了一种新型的制备温敏性互穿网络(IPN)纤维素水凝胶的方法.首先分别用马来酸糠酰胺(SFA)及N-丙氨酸基马来酰亚胺(AMI)对羟丙基甲基纤维素(HPMC)进行修饰,合成了含有双烯体基团及亲双烯体基团的羟丙基甲基纤维素,即HPMC-SFA及HPMC-AMI,然后将HPMC-SFA、HPMC-AMI、单体N-异丙基丙烯酰胺、交联剂聚乙二醇二甲基丙烯酸酯及光引发剂溶解于水中,将溶液升温到50℃,通过Diels-Alder反应发生凝胶化,形成第一网络;接着在紫外光下,引发单体及交联剂的聚合,形成第二网络.通过FTIR、SEM、流变仪对形成的水凝胶进行表征.溶胀动力学性能研究表明,该水凝胶微球具有较好的溶胀性能,并且其溶胀度随温度的升高而降低.基于Diels-Alder反应及光聚合的优点,报道的制备IPN水凝胶的方法在生物材料的制备中具有广泛的应用前景.     

PVA/壳聚糖/淀粉水凝胶的制备和性能

采用反复冷冻-解冻法制备了一系列的PVA/壳聚糖/淀粉水凝胶.测试了共混膜的力学性能、脱水率和溶胀度.结果表明:壳聚糖含量为2.7%的水凝胶具有最大的断裂延伸率,拉伸强度也较高.淀粉和壳聚糖的加入,改变了复合水凝胶的脱水率和溶胀度.     

聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶与甲壳素纤维共混体系的制备与性能

以甲壳素纤维为填充材料,采用自由基聚合法制备聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)/甲壳素纤维复合水凝胶,研究了甲壳素纤维在复合水凝胶中的分散程度以及该复合水凝胶的力学性能和溶胀性能.结果表明:甲壳素纤维在复合水凝胶中的分散性与其长度和含量有关.甲壳素纤维的加入可改善PNIPAAm水凝胶的力学性能,对水凝胶体系的早期溶胀速率也有一定的促进作用.     

物理/化学共交联水凝胶的溶胀性能

以物理交联剂锂皂石（hectorite）和化学交联剂亚甲基双丙烯酰胺（MBA）共同作为交联剂,在水溶液中通过自由基聚合制备聚异丙基丙烯酰胺水凝胶,并采用称重法研究了水凝胶的（消）溶胀和刺激响应性行为．结果表明,所得水凝胶的溶胀度介于分别以hectorite和MBA制备的水凝胶之间,消溶胀度变化曲线和MBA交联水凝胶相近,在20℃和40℃交替刺激下表现出良好的溶胀一消溶胀行为．     

含羧酸根基团智能凝胶的合成和电场行为研究

利用化学交联法，以过硫酸胺（APS）为引发剂，以N，N＇-亚甲基双丙烯酰胺（BIS）为交联剂，制备丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）共聚凝胶，初步探索凝胶在NaCl溶液中直流电场作用下的溶胀、弯曲行为．讨论了电压和电解质溶液浓度对凝胶弯曲行为的影响，凝胶在蒸馏水和盐水中的溶胀率，以及丙烯酸加入质量对P（AA-AM）凝胶溶胀率的影响，凝胶的溶胀率在pH值7左右出现最大值。     

瓜子皮、茶叶、树叶和核桃壳的水热炭化产物及机理

以瓜子皮、茶叶、树叶、核桃壳为原材料,利用高温高压反应釜对195℃、停留时间为4h下4种不同生物质水热炭化后固液相产物进行对比分析以及作用机理探讨。研究表明:水热炭化过程使含碳量提高了6%~10%,物料的热值提高了10%~20%,能量产量也提高了15%~21%,同时也提高了固相物质的热稳定性;扫描电镜显示水热炭化产物表面出现大量的微球结构。红外光谱分析固液相产物以及液相产物中呈现较高的COD和TOC,表明水热炭化过程使纤维素和半纤维素发生了降解溶出,转化为葡萄糖以及有机酸等物质,而木质素未发生明显的变化。     

超吸水性纤维素基水凝胶的制备及其性能研究

在氢氧化钠/尿素/水和体系(NaOH/urea/H_2O)碱性环境中,使用化学交联方法制备具有超吸水性和自愈合行为的羧甲基纤维素和纤维素(CMC/CEL)水凝胶。在这个领域研究的一个重点是水凝胶的超吸水性,研究了水凝胶的合成机理、外观形态、结构、溶胀性能。     

电子束辐射制备pH敏感性聚乙烯醇水凝胶

应用电子束辐射交联技术制备了聚乙烯醇接枝丙烯酸(PVA-g-AAc)水凝胶。研究了pH值、AAc单体用量和辐照剂量等因素对PVA-g-AAc水凝胶溶胀率的影响。实验结果表明,在1 697cm-1处,PVA-g-AAc水凝胶的红外光谱图上出现强烈的羰基的C O特征峰,表明AAc成功接枝到PVA分子上;PVA-g-AAc水凝胶的溶胀率随PVA/AAc/H2O中AAc的质量分数和浸泡时间增加而增大;在pH=9.2时,PVA-g-AAc水凝胶具有显著的pH敏感性;辐射剂量为15kGy时,由PVA/AAc/H2O(1/1/20,质量比)混合溶液制备的PVA-g-AAc水凝胶具有较高的溶胀率;辐射剂量为5kGy时,由PVA/AAc/H2O(1/5/20,质量比)混合溶液制备的PVA-g-AAc水凝胶具有较高的溶胀率。     

聚异氰脲酸酯硬泡/硅气凝胶复合绝热材料的制备及性能表征

以聚醚/聚酯多元醇、多异氰酸酯(PAPI)、助剂等为原料,与SiO2气凝胶进行复合,制备聚异氰脲酸酯硬泡(PIR)/硅气凝胶复合绝热材料。研究了颗粒状SiO2气凝胶的加入对聚氨酯(PU)阻燃性、热稳定性及力学性能的影响,并对复合材料的结构进行分析与表征。结果表明:复合材料的氧指数高达31%,比纯PIR的27.2%增加了13.9%;复合材料的热导率均比纯PIR低,保温效果好;压缩强度随SiO2气凝胶添加量的增加呈先升高后降低的趋势,且在SiO2气凝胶添加量为3%时达到最大。此外,SiO2气凝胶的加入提高了PU的热稳定性,热分解温度提高了70℃,残余量从24.13%增加到38.06%,增幅达13.93%。所制备的复合绝热材料符合国家标准,且机械性能明显优于纯PU,具有一定的实用性。     

PVA-蚕丝复合水凝胶的制备与性能评价

选用高分子聚乙烯醇（PVA）和脱胶后的蚕丝为原料,采用反复冷冻-融化法制备PVA-蚕丝复合水凝胶.在去离子水溶液中浸泡,并通过称重法研究复合水凝胶的溶胀特性以及蚕丝的含量对其溶胀性能的影响.采用平头圆柱压头测定复合水凝胶的压缩弹性模量并依据国标GB1685-82测量复合水凝胶的应力松弛特性.用S-3000N型扫描电镜表征PVA-蚕丝复合水凝胶的微观结构.结果表明：在去离子水中,复合水凝胶的溶胀趋势基本一致,而且溶胀比均随着蚕丝含量的增高而降低;PVA-蚕丝复合水凝胶的弹性模量和应力松弛速率均随着蚕丝添加量的增高而增高;丝胶与聚乙烯醇有良好的结合性,蚕丝的加入使PVA基体结构的方向性增强.     

果胶疏水化改性及其应用的探讨

采用不同方法制备了两种疏水果胶及其与壳聚糖的水凝胶,研究了疏水果胶与水凝胶的性能及其在硝苯地平缓释中的应用．两种疏水果胶水溶性均低于果胶;疏水果胶I不能与壳聚糖形成很好的水凝胶;疏水果胶Ⅱ与壳聚糖水凝胶成胶良好,水凝胶饱和溶胀度大大降低,将其用于硝苯地平缓释,缓释片呈缓慢释放趋势,12h释放度83．6‰24h释放度98．1％．     

温度及pH响应性水凝胶的制备

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酸(AA)为原料,通过水相溶液聚合法制备P(NIPAM-co-AA)水凝胶.傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)的结果表明,以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酸(AA)为原料成功制备了P(NIPAM-co-AA)水凝胶;扫描电镜的结果表明,P(NIPAM-co-AA)水凝胶具有规整的孔洞结构;热重-差示扫描量热仪(TG-DSC)的结果显示,P(NIPAM-co-AA)水凝胶具有良好的热稳定性.测定P(NIPAM-co-AA)水凝胶在不同温度及p H值条件下的溶胀度,结果表明P(NIPAM-co-AA)水凝胶具有良好的温度及p H响应性,能在不同外界环境的刺激下做出不同的反应,具有强大的智能性.     

壳聚糖/聚乙烯醇复合水凝胶的溶胀与力学性能

研究了酒精脱水和自然干燥对用作抗菌人工皮肤的CS/PVA复合水凝胶的脱水率和二次溶胀度的影响.结果表明,酒精脱水速率高于自然干燥脱水速率;酒精脱水后的CS含量为2%的CS/PVA复合水凝胶在37℃的二次溶胀度不亚于其自然干燥的二次溶胀度;壳聚糖的加入对CS/PVA复合水凝胶的抗拉强度影响不大,断裂延伸率则有明显提高.     

聚醚-壳聚糖水凝胶溶胀性能的研究

以壳聚糖和聚醚为原料,戊二醛为交联剂,在醋酸溶液中合成了聚醚-壳聚糖水凝胶.研究了凝胶温度、聚醚与壳聚糖的质量比、交联剂浓度等对半互穿网络水凝胶溶胀性能的影响,并采用正交实验对工艺条件进行了优化.实验结果表明:反应温度为45℃,聚醚和壳聚糖的质量比为0.4,戊二醛浓度为0.05 mol/L,其凝胶溶胀度最大.聚醚-壳聚糖凝胶是pH敏感性水凝胶.     

聚（丙烯酸-丙烯酰胺）高吸水剂的溶胀

采用反相悬浮聚合法合成了聚(丙烯酸-丙烯酰胺)(P(AA-AM))高吸水剂。采用N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,合成了交联剂摩尔分数分别为0.024 7%,0.053 6%,0.077 9%的3种不同的P(AA-AM)。通过对P(AA-AM)的溶胀动力学测试,研究了交联剂摩尔分数和溶胀介质对溶胀性能的影响,以及初始溶胀速率,溶胀速率常数,溶胀指数,溶胀系数和溶胀介质在水凝胶体系内的扩散行为。结果表明,P(AA-AM)在去离子水中的溶胀度为150~752 g/g,在质量分数为3.0%的NaCl水溶液中的溶胀度仅为31~43 g/g,其溶胀凝胶中的平衡含水率为95.24%~99.86%;溶胀速率常数随交联剂浓度、介质盐浓度的增大而增大;随着溶胀介质盐浓度的增大,溶胀指数减小,而溶胀常数却增大;吸水过程符合非Fick扩散,水的传输机理受扩散控制和松弛控制两种作用的共同影响,但松弛控制起主导作用。     

透明质酸基双网络水凝胶的制备及性能

为提高水凝胶的稳定性和力学性能，扩展其应用，以天然多糖透明质酸(HA)、L-天冬氨酸(L-ASP)、丙烯酰胺(AM)为基础原料，以Zn²⁺为物理交联剂，以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为化学交联剂，设计了一种物理-化学交联双网络(DN)水凝胶，并研究了Zn²⁺浓度对水凝胶性能的影响。结果表明：水凝胶具有均匀致密和强韧的孔道结构，孔径约为10～20μm；水凝胶具有良好的热稳定性，且热稳定性与Zn²⁺浓度有关，Zn²⁺浓度越高，热稳定性越好；水凝胶具有良好的力学性能和剪切稀化特性，提高Zn²⁺浓度，可以提高水凝胶的力学强度；水凝胶具有良好的溶胀能力，溶胀过程由扩散和松弛共同控制；水凝胶具有良好的保水性，能够保持水分在30～50 h左右，并且保水率与Zn²⁺浓度呈负相关；此外，水凝胶具有一定的pH敏感性，在碱性环境中溶胀受到阻碍。