聚L-乳酸泡沫材料制备及油水分离应用

以聚L-乳酸(PLLA)/四氢呋喃为淬火溶液,通过热致相分离法得到PLLA泡沫材料。泡沫由直径为(45±13)μm的多孔微球组成。以PLLA泡沫材料为油水分离材料,研究其对十二醇、机油、石蜡油和硅油的吸附和油水分离性能。实验结果表明,PLLA泡沫材料的比表面积和孔隙率分别高达13.9 m~2/g和97.5%,水接触角(WCA)为141.8°,与普通PLLA流延膜相比水接触角约增加了70°。PLLA泡沫材料对4种油的吸附容量均大于12 g/g,为流延膜的14～19倍。吸油容量的增加主要与泡沫材料的高孔隙率和大比表面积,及材料表面和内部的微/纳结构有关。由于超疏水性、亲油性和毛细管效应,PLLA泡沫材料可以快速吸收漂浮在水面上的油层,可作为一种理想的油水分离材料。     

N-异丙基丙烯酰胺共聚物的合成及温敏性

温度敏感性高分子聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)在水溶液中有较低临界溶解温度(LCST)。文中采用两种新型温度敏感性单体甲基四氢呋喃丙烯酰胺(THFAA)和甲基四氢呋喃甲基丙烯烯酰胺(THFMA),均聚合成了亲水性较好且其LCST高于PNIPAAm的两种聚合物。用THFAA,THFMA与PNIPAAm进行自由基共聚合,研究了共聚物的组成对共聚物较低临界溶解温度的影响。结果表明,两种温度敏感性单体共聚能有效地改变共聚物的LCST,通过改变聚合时两种单体的摩尔配比制备共聚物P(NIPAAm-co-THFAA)及P(NIPAAm-co-THFMA),可以实现LCST的可控调节。     

接枝层厚度对聚(N-异丙基丙烯酰胺)改性表面与蛋白质相互作用的影响

采用表面引发原子转移自由基聚合(ATRP)的方法制备了聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)改性表面,通过改变聚合时间进而调控表面接枝层厚度.水接触角和蛋白质吸附测试发现PNIPAAm改性表面的浸润性和对蛋白质吸附都具有一定的温度响应性,且随着PNIPAAm接枝层厚度的增加,该温度响应性有一定程度的增强.同时,纤维蛋白原和溶菌酶的吸附测试表明PNIPAAm改性表面对尺寸不同的蛋白质具有不同的温度响应性.     

球状氧化锌薄膜的超疏水性能研究

为了获得具有超疏水的功能表面,以石墨为基底,先用纳秒激光构建粗糙表面,然后采用水热法,以甲酰胺与锌片建立反应体系,甲酰胺浓度为10％,温度为70℃,时间为24h.采用扫描电子显微镜(SEM)表征其形貌,采用光学接触角测量仪(OCA)测定其接触角.实验结果表明,在粗糙的石墨表面制备的氧化锌为球状结构,类似蒲公英,与水的接触角为155°.实验结论为:球状结构的氧化锌使粗糙的石墨表面产生了超水性.     

MAP-POSS/不饱和环氧树脂混杂光固化膜制备与性能

由KH-570水解缩合制备甲基丙烯酰氧基丙基笼型倍半硅氧烷(MAP-POSS),并将其与不饱和环氧树脂组成自由基-阳离子混杂光固化体系。用红外光谱(FT-IR)表征固化过程特征吸收峰的变化;测试MAP-POSS含量对固化膜表面水接触角、硅元素分布以及涂膜力学性能、热性能的影响。结果表明:MAP-POSS的加入增加了体系的交联度,提高了涂膜的疏水性、热稳定性和玻璃化温度(Tg)。当MAP-POSS含量为12%(质量分数,下同)时,Tg增加了16.9℃。当MAP-POSS含量为15%时,涂膜对水的接触角由58.0°增大到94.2°。MAP-POSS的加入使涂膜的冲击强度先增加后减小。     

快速响应型P(NIPA-co-SA)水凝胶制备及温敏性能

研究具有较高LCST且响应速率快的温敏性水凝胶。以NaCl水溶液为反应介质,采用相分离法合成了多孔水凝胶P(NIPA-co-SA)。利用傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)表征产物结构,并借助扫描电子显微镜、差示扫描量热法(DSC)、浊度法等手段研究了反应介质浓度对产物微观形貌、相变温度和相变响应速率的影响规律。结果表明,P(NIPA-co-SA)水凝胶具有对温度敏感的响应特性,其低临界溶解温度(LCST)可达到75℃。NaCl水溶液浓度不影响产物的LCST,且随着反应中NaCl水溶液浓度的提高,水凝胶表面逐渐出现不连续的浅而封闭的小孔到互相贯穿的开孔,水凝胶相变响应速率在一定范围内逐渐提高,具有快速响应特性。     

聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯/聚乙烯醇半互穿网络水凝胶的溶胀行为

以甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)和聚乙烯醇(PVA)为原料,通过自由基聚合法制备了一系列半互穿网络水凝胶(PDVA)。研究了原料配比对该系列半互穿网络水凝胶最低临界溶解温度(LCST)的影响,以及介质pH值、温度对半互穿网络水凝胶溶胀行为的影响。结果表明,PVDA系列半互穿网络水凝胶的LCST随PVA含量的增加而升高,在酸性和碱性条件下该系列水凝胶的溶胀度与温度之间的变化关系恰恰相反;当温度低于LCST时,水凝胶的溶胀度随介质pH值的增大呈现先增大后减小的变化趋势,而当温度高于LCST时,PDVA系列水凝胶的溶胀度几乎不随介质pH值的变化而变化。     

温度对SiO2气凝胶表面疏水官能团数量及疏水性的影响

SiO_2气凝胶颗粒多采用表面修饰甲基官能团的方法进行疏水改性。该方法存在受热后疏水官能团断裂,疏水性下降的问题。目前官能团数量及疏水性随温度及加热时间的变化规律以及官能团数量与接触角之间的关系尚不明确。采用三甲基氯硅烷对SiO_2进行疏水改性。利用傅里叶红外光谱和接触角测试方法分析了疏水SiO_2气凝胶表面甲基官能团数量及疏水性随温度、加热时间的变化规律,在此基础上明确了接触角与官能团数量之间的关系。结果表明:提高受热温度及加热时间均会使疏水SiO_2气凝胶颗粒表面甲基官能团数量变小,进而降低静态接触角。当温度达到600℃时,甲基官能团完全消失,材料失去疏水能力。材料接触角与表面甲基官能团损失量近似呈正比关系。     

电化学诱导表面引发原子转移自由基聚合构筑离子型聚醚砜膜功能表面

采用电化学诱导表面引发原子转移自由基聚合(SI-eATRP)技术,在涂覆聚多巴胺的聚醚砜膜基底上接枝离子型聚合物分子刷聚对苯乙烯磺酸钠,并通过单体浓度对聚合物分子刷进行调控。采用SEM、AFM、XPS、水接触角等表征方法对改性聚醚砜膜的结构和性能进行表征;采用水通量对其进行滤过性能测定。结果表明:成功地在改性聚醚砜膜表面接枝离子型聚合物分子刷聚对苯乙烯磺酸钠;聚合物刷相互缠结形成了球状颗粒;随着电化学诱导体系中单体浓度的增大,聚合物分子刷的接枝量增加,同时水接触角显著降低;聚合物膜表面离子型分子刷的构筑改善了亲水性,因此其纯水通量明显增加,牛血清白蛋白(BSA)截留率和通量恢复率都得到了提高。SI-eATRP用于聚合物膜材料的表面改性和调控,在生物相容性膜等领域具有潜在的应用前景。     

N-异丙基丙烯酰胺接枝聚乙烯微孔膜的结构形态和动电现象

用等离子体接枝法，在聚乙烯（PE）微孔膜上，接枝了具有温敏性的聚N－异丙基丙烯酰胺（PNIPAAm)。X射线电子能谱（XPS）、红外光谱（FT－IR）测试表明，PNIPAAm接枝链同时存在于N－异丙基丙烯酰胺接枝聚乙烯（NIPAAm-g-PE)温敏性接枝膜的微孔外表面及膜孔内部，接枝链在低临界溶解温度（LCST）32℃上下具有不同的形态结构。透过实验表明，接枝膜的水通量在LCST附近发生了5倍以上的急剧变化。流动电位研究表明，温度低于LCST时，接枝膜微孔表面zeta电位和电荷密度为较小的负值；温度高于LCST时，zeta电位和电荷密度仍为负值，但其绝对值急剧增加，并且随温度的升高继续增加。