石墨烯对聚丙烯酸水凝胶溶胀性能的影响

以丙烯酸(AA)为单体,石墨烯(GN)为致孔剂,通过自由基溶液聚合法制备了5种GN投料比的聚丙烯酚(PAA)多孔水凝胶,通过红外光谱、DSC-TG分析、扫描电镜以及凝胶在纯水和pH缓冲液中的溶胀动力学测试研究了GN的加入对PAA水凝胶的化学组成、热稳定性、表面形貌以及溶胀性能的影响。结果表明,GN的加入并不影响PAA的化学组成和热稳定性,但会使凝胶的孔径尺寸更均匀,一定量GN的加入有助于增大凝胶孔径、提高其吸水性和pH敏感性。当GN的用量为AA质量的0.5%～1.0%时,PAA凝胶的吸水性及pH敏感性最佳。     

活性炭对聚丙烯酸水凝胶pH敏感性的影响

以丙烯酸(AA)为单体、活性炭(AC)为惰性致孔剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵为引发剂,采用自由基溶液聚合法制备了聚丙烯酸(PAA)/AC复合水凝胶,并研究了AC的引入对PAA水凝胶pH敏感性的影响以及不同pH值的缓冲液中水凝胶的溶胀动力学。结果表明:AC的引入并未影响PAA水凝胶的化学组成和热稳定性,但增大了其孔隙尺寸;AC的引入提高了PAA水凝胶的pH敏感性;冻干的PAA/AC复合水凝胶比烘干的PAA/AC复合水凝胶达到溶胀平衡的速率更快、平衡溶胀比更大。     

pH敏感P(MAA-co-BMA)水凝胶的溶胀行为

以甲基丙烯酸(MAA)和甲基丙烯酸丁酯(BMA)为共聚单体、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、偶氮二异丁腈为引发剂,用溶液聚合法合成P(MAA-co-BMA)水凝胶,研究其吸水溶胀性和pH敏感性。结果表明,BMA投料为摩尔分数5%的共聚水凝胶在211℃以下处于高弹态,其吸水溶胀比可达52;该凝胶烘干和冻干处理后的pH敏感性都很好,即平衡溶胀比随着pH增大而增大;而冻干凝胶因具有规律的大孔结构,在不同pH溶液中的平衡溶胀比差异更大。     

PAA/PEG复合水凝胶膜的制备及其性能

以丙烯酸(AA)为单体、聚乙二醇(PEG)为大分子模板、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵为引发剂,通过自由基溶液聚合法原位聚合制备了聚丙烯酸(PAA)/PEG复合水凝胶膜,研究了PEG用量对复合水凝胶成膜性、热稳定性、溶胀性能和力学性能的影响。结果表明:成功制备了PAA/PEG复合水凝胶膜;适量PEG的引入有利于复合水凝胶成膜;PAA/PEG复合水凝胶膜的热稳定性良好;PEG的引入对水凝胶膜的吸水溶胀性能不利;适量PEG有利于提高凝胶的力学性能,复合水凝胶膜软而韧;PEG与AA质量比为0.4的PAA/PEG复合水凝胶的拉伸强度和断裂标称应变最大,分别为1.58 MPa,414%。     

PAA/PNIPAAm互穿网络水凝胶的微波合成与性能研究

以微波为辐射源,对丙烯酸(AA)水溶液进行辐照制得了PAA水凝胶。将脱水后的PAA水凝胶浸泡于含引发剂过硫酸钾(K_2S_2O_8)和交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)的N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)水溶液中,待溶胀平衡后取出,进行第二次微波辐照反应,制备了聚丙烯酸/聚N-异丙基丙烯酰胺互穿聚合物网络(PAA/PNIPAAm IPN)水凝胶,并对其溶胀性能进行了研究。研究结果表明,合成的IPN水凝胶兼具pH敏感性和温度敏感性,有望在药物控制释放领域得到应用。     

胶束模板法制备海藻酸复合水凝胶及性能研究

以海藻酸钠(Na-Alg)为原料、丙烯酸(AA)为单体、过硫酸铵(APS)为引发剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,控制表面活性剂正十二烷基硫酸钠(SDS)的加入量,制备了具有多孔结构的pH敏感型海藻酸/聚丙烯酸复合水凝胶(alginate/PAA composite hydrogels,简写为T-APCGs)。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对其进行了表征,结果显示加入0.96 g SDS的复合水凝胶孔洞数量最多且分布最均匀。在水中测其溶胀度,发现加入1.96 g SDS的复合水凝胶溶胀度最大为165 g/g。在不同pH条件下测试T-APCGs的溶胀性能,证明其具备良好的pH敏感性.探究了T-APCGs对牛血清白蛋白(BSA)负载及释放能力,测得其对BSA最大负载量为0.184 g/g,在pH=1.2的模拟胃液环境下累计释放率为10%,在pH=7.5的模拟肠液环境下累积释放率为95%。这种复合材料有望作为一种新型药物载体被用于医疗行业。     

pH敏感瓜胶/聚丙烯酸半互穿网络水凝胶研究

制备了瓜胶/聚丙烯酸(GG/PAA)的半互穿网络(sem i-IPN)水凝胶,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,考察了加料量、溶胀介质pH对平衡溶胀率(ESR)的影响。结果表明:GG/PAA半互穿网络水凝胶的ESR在pH≤3时较小,pH>4后增加较快,pH=8.2时达最大值,继续增加pH,ESR又呈下降趋势,体系具有pH敏感性。在pH相同条件下,ESR随GG用量增加而减小,随丙烯酸(AA)用量增加而增大。pH=8.2、ρ(GG)从5 g/L增加到25 g/L时,ESR从3 142降低到1 026;当ρ(AA)用量从125 g/L增加到375 g/L时,ESR从1 195增加到2 611。m(MBA)∶m(AA)=(0.5∶100)~(1.2∶100)时,ESR略有增加。GG/PAA半互穿网络水凝胶的溶胀动力学表明,该类凝胶满足在胃液pH环境中溶胀率较小、小肠部位pH环境中溶胀率较高的要求,因此,通过调整配方,结合瓜胶只被结肠部位细菌降解的特性,GG/PAA半互穿网络水凝胶有望成为一种理想的靶向结肠给药载体。     

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。     

pH敏感性P(AAm-co-AA)半互穿网络水凝胶的制备、表征及溶胀动力学研究

以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(N,N-MBA)为交联剂、过硫酸钾(KPS)为引发剂,采用自由基交联共聚法合成了具有pH敏感性的半互穿网络水凝胶聚丙烯酰胺-co-丙烯酸[P(AAm-co-AA)],通过傅立叶红外光谱、差热分析研究了水凝胶的结构及热稳定性.水凝胶的溶胀研究表明,随着缓冲溶液pH值的增大平衡溶胀率增大;在不同...     

P(MAA-co-MMA)水凝胶的合成及其pH响应性

以甲基丙烯酸(MAA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,用溶液聚合制得P(MAA-co-MMA)水凝胶,研究不同pH缓冲液中该凝胶的响应性。结果表明,x(MMA)=5%投料量的P(MAA-co-MMA)凝胶在220℃以下处于高弹态,冻干处理的凝胶具有良好的pH响应性,即随着环境pH的增大,凝胶的平衡溶胀比也增大。     

GA-g-PAA/ST复合水凝胶的合成与表征

以阿拉伯胶(GA)、丙烯酸(AA)、海泡石黏土(ST)为原料,采用微波辐射法,通过接枝共聚合成了GA-g-PAA/ST复合水凝胶,利用FTIR、XRD和SEM表征了水凝胶的结构和形貌,用TG分析了水凝胶的热稳定性能,同时探讨了水凝胶在不同价态阳离子盐溶液的溶胀行为和保水性能。结果显示:GA、ST和AA发生了接枝共聚反应,共聚物插层到ST的层间,形成剥离型均匀的三维网络复合高吸水性水凝胶。当盐溶液浓度为20 mmol/L时,水凝胶在NaCl、BaCl_2、AlCl_3溶液中的吸水倍率分别为112、38和29 g/g。表面活性剂溶液浓度为20 mmol/L时,水凝胶在十二烷基硫酸钠(SDS)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液的吸水倍率分别为135和105 g/g。水凝胶在NaCl和BaCl_2溶液经过3次溶胀-去溶胀循环后,其吸水倍率分别为80和12 g/g,表明水凝胶在NaCl和BaCl_2盐溶液中具有较强的盐响应性能和良好的可逆行为,水凝胶具有较好的热稳定性和保水性能。     

PVP/PAA共混水凝胶的制备及性能研究

以丙烯酸(AA)为单体,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,通过引发剂引发自由基聚合制备了聚乙烯吡咯烷酮/聚丙烯酸(PAA)共混水凝胶,讨论了聚乙烯吡咯烷酮用量、反应温度、引发剂含量及交联剂含量等条件对合成凝胶影响,并研究了其溶胀行为。实验结果表明,在合成过程中,凝胶时间随PVP的含量增多而延长,且乳白色深度逐渐加深;随引发剂的增加,产生乳白色时间及凝胶时间缩短;一定范围内随温度升高可凝胶时间降低;交联剂的用量对凝胶时间无明显影响。在PVP/PAA共混水凝胶体系中,当PVP质量分数为0.6%,PAA质量分数为16.4%,引发剂的质量分数为0.024%,交联剂的质量分数为0.016%时,水凝胶的吸水性最佳,且随体系p H变化,酸性条件下吸水性较差,在碱性条件下吸水性较好;当在Na Cl溶液中溶胀时,水凝胶的吸水性能随盐离子浓度增大而下降且达到一定浓度后,水凝胶的吸水性能趋于稳定,盐离子对其影响微弱。PVP/PAA水凝胶的吸水效率高,且表现出很强的吸水能力,并且具有成本低廉,应用广泛等特点。     

P(AAm-co-AA)/Ag复合材料制备及表征

以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(N,N-MBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,采用交联共聚方法合成了具有pH敏感性的半互穿网络丙烯酰胺-co-丙烯酸水凝胶P(AAm-co-AA),利用水凝胶网络结构作为纳米反应器,自组装制备了纳米复合水凝胶P(AAm-co-AA)/Ag。水凝胶的溶胀行为研究表明,AAm与AA的质量比影响P(AAm-co-AA)/Ag水凝胶平衡溶胀率。     

改性聚天冬氨酸/聚丙烯酸复合吸水性树脂的制备与敏感性研究

以丙烯酸(AA)为单体,过硫酸钾(KPS)为引发剂,改性聚天冬氨酸(MKPAsp)作为交联剂,通过水溶液聚合法制得新型改性聚天冬氨酸/聚丙烯酸(MKPAsp/PAA)复合吸水性树脂。通过红外光谱、热失重分析(TGA)和扫描电镜(SEM)对复合吸水性树脂进行了表征。SEM表明AA的加入,改善了孔道结构,使孔密度增加,孔径更加均匀规则。研究了具有不同组成复合吸水性树脂在不同温度、pH和盐溶液中的溶胀性能,结果表明MKPAsp/PAA复合吸水性树脂低临界溶解温度(LCST)比聚天冬氨酸(KPAsp)提高了10℃,表现出良好的温度敏感性;在pH为6和10的溶液中出现2个吸液峰值;复合吸水性树脂的耐盐性较KPAsp得到了提高,且在不同价态的氯盐中吸液倍率顺序为Na~+Fe~(3+)Ca~(2+)。制得的MKPAsp/PAA复合吸水性树脂在去离子水和90mmol/L的Na Cl溶液中的最佳吸液倍率达到886.7和165.1 g/g,分别比KPAsp树脂提高了3.8倍和2.3倍。     

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。     

铕(III)三元活性配合物/丙烯酸凝胶的制备

以氧化铕(Eu2O3)、邻菲罗啉(phen)和丙烯酸(AA)为原料,制备了含铕(III)三元活性配合物Eu(AA)3phen,与丙烯酸-丙烯酰胺凝胶体系进行UV共聚,制备了含铕水凝胶。研究了凝胶中Eu(AA)3phen含量对其吸水性、温敏性及荧光性能的影响,同时探讨了温度及溶胀时间对其荧光性能的影响。结果表明,随Eu(AA)3phen含量的增加,凝胶吸水率先增加后减少,荧光强度逐渐增强;对于特定的凝胶体系,其12 h溶胀度随温度增加而增加,凝胶的荧光强度随溶胀时间和温度增加而减弱。当Eu(AA)3phen的添加量为3.5%时,凝胶综合性能最佳:平衡溶胀度为631 g/g,4 h内吸水率达90%以上,荧光强度为175 a.u.。所研制的水凝胶在吸水及荧光性能方面对温度均具有良好的响应性。     

聚丙烯酸/聚乙烯醇互穿网络水凝胶制备及其对结晶紫的控制释放性能的研究

以过硫酸铵为引发剂,采用溶液聚合和连续的互穿网络技术,制备了一系列聚丙烯酸(PAA)/聚乙烯醇(PVA)互穿网络水凝胶。测量了水凝胶在不同pH缓冲溶液中的溶胀性能。以结晶紫为模板药物,考察了在不同的pH缓冲溶液中的PAA/PVA互穿网络水凝胶控释作用。结果表明,药物的释放量可以通过改变体系的pH值加以调控。     

水溶性Janus型POSS的设计合成及其对PAA/PAM水凝胶力学性能影响的研究

利用丙烯酰氧丙基多面体低聚倍半硅氧烷（Acrylo-POSS）和3-巯基-1-丙烷磺酸盐（MPS）之间的巯基点击反应，一步合成水溶性Janus型多面体低聚倍半硅氧烷（AS-POSS）。通过改变投料比可以调控AS-POSS的水溶性和双键与磺酸钠基团的物质的量比。将AS-POSS与丙烯酸（AA）和丙烯酰胺（AM）共聚制备了一系列不同AS-POSS含量的AS-POSS/PAA/PAM水凝胶，其中AS-POSS质量占单体总质量1%的1% AS-POSS/PAA/PAM水凝胶的平衡溶胀比达到512，断裂伸长率达到1074%，压缩强度为583 kPa，压缩应变为89%，屈服应变为330%，均大于对照组MBA/PAA/PAM水凝胶，表明AS-POSS的引入显著提高了水凝胶的溶胀度，明显增强了水凝胶的韧性、抗压缩性能和动态力学性能。AS-POSS/PAA/PAM水凝胶具有良好的导电性，离子电导率最高可达0.401 S/m。     

聚丙烯酸/氧化石墨烯自修复水凝胶的合成及性能

通过改进的Hummers方法成功制备了氧化石墨烯(GO)。以Fe3+为交联剂、丙烯酸(AA)为单体、GO为增强剂,采用原位聚合法制备了聚丙烯酸(PAA)/GO自修复水凝胶。考查了不同GO含量下,PAA/GO自修复水凝胶的溶胀性能,并探讨了GO含量、Fe3+含量和H2O含量对PAA/GO自修复水凝胶力学性能的影响,研究了PAA/GO自修复水凝胶的自修复性能。结果表明,Fe3+含量、GO含量和H2O单体含量分别为0.5 %（摩尔分数）、0.5 %（质量分数,下同）、80 %时,具有最佳力学性能（其拉伸强度为743.5 kPa,断裂伸长率为2940.5 %）;GO含量为0.25 %时,PAA/GO自修复水凝胶的吸水性能最大;PAA/GO自修复水凝胶具有优异的自修复性能。     

PVA/PAA/CMC高吸水树脂的合成和性能研究

以聚乙烯醇(PVA)、丙烯酸(AA)和羧甲基纤维素钠(CMC)为原料,过硫酸钾(KPS)为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用超声辐射法合成了PVA/PAA/CMC高吸水树脂,利用FTIR对树脂进行了表征。考察了PVA、CMC、MBA、KPS用量和中和度对高吸水树脂吸水倍率的影响,研究了树脂在去离子水、不同盐溶液和pH溶液的吸水速率。实验结果表明:PVA、CMC和AA之间发生了共聚反应,在实验最优合成条件下,制备的高吸水树脂对去离子水和生理盐水的吸水倍率分别为835 g/g和86 g/g。适量引入PVA和CMC可以显著提高树脂的吸水倍率以及改善树脂的耐盐性能,树脂具有较高的吸水速率。