含六碳烷基季铵盐聚合物水凝胶的溶胀性能研究

采用紫外辐照方法,以简单易得的丙烯酸二甲胺基乙酯（DMAEA）、正溴己烷为原料,制得丙烯酰氧乙基二甲基己基溴化铵（6CQ）,其与2-羟基乙基丙烯酸酯（HEA）反应,制备了四种6CQ与HEA质量比不同的丙烯酸羟乙酯-co-丙烯酰氧乙基二甲基己基溴化铵p（HEA-co-6CQ）季铵盐型水凝胶（命名为N9010,N8020,N7030,N6040）。通过FTIR与1HNMR确证了产物结构。考察了温度、时间及电解质浓度对溶胀行为的影响。结果表明,四种水凝胶中,N6040溶胀性能较好,在5 h即可达溶胀平衡,且在10-50℃时溶胀率无明显变化,对温度依赖性不强;溶胀时间对四种水凝胶溶胀率略有影响,但基本在4 h可以达到溶胀平衡;电解质溶液对水凝胶影响比较大,四种水凝胶的溶胀率均比在去离子水中明显降低。热重分析表明,该类水凝胶样品在低于230 ℃环境温度下非常稳定。     

NVP接枝壳聚糖水凝胶的合成与溶胀性能

合成了N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）接枝壳聚糖（CHI）水凝胶,讨论了NVP/CHI、引发剂、交联剂、聚合温度、乙酸浓度等因素对接枝率及凝胶溶胀性能的影响,NVP∶CHI为6时,接枝率达到300%以上. 溶胀温度、pH值、盐浓度等对凝胶溶胀性能的影响实验表明,凝胶表现出温度敏感性,在40 ℃出现最大平衡溶胀率,并观察到一级相转变;在中性或弱酸性介质中溶胀性能较好;与PVP凝胶相比,NVP接枝CHI凝胶表现出反聚电解质效应. 溶胀动力学研究表明,在溶胀前期,CHI含量较高时,凝胶趋向于非Fick溶胀,说明除了溶剂扩散外,凝胶网络链段弛豫、水分子与凝胶网络间及凝胶高分子链段间相互作用对凝胶溶胀性能的影响至关重要;CHI含量较高时则趋向于Fick溶胀.     

快速响应聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的制备及性能

以N-异丙基丙烯酰胺为单体、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵为引发剂、N,N,N,′N′-四甲基乙二胺为加速剂,在不同浓度的羧甲基纤维素的水溶液中,在低温下聚合/交联制备了一系列快速响应的温度敏感性聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶。用SEM观察了其表面形态,测定了不同温度下达到平衡时水凝胶的溶胀比,研究了水凝胶的去溶胀动力学。结果表明,与传统水凝胶相比,该水凝胶的溶胀性能有所提高,并且对温度的变化具有较快的响应速率。以质量分数为0.75%的羧甲基纤维素水溶液中制备的水凝胶为例,该水凝胶在20℃时的溶胀比为21.4,而传统水凝胶在相同温度时的溶胀比仅为12.9;该水凝胶在1 m in内失去60%的水,在4 m in内失去约80%的水,而传统水凝胶在15 m in内仅失去66%左右的水。     

温度敏感性PVP/CHI共混水凝胶的制备与溶胀性能

制备了戊二醛交联的PVP/CHI共混水凝胶,讨论了CHI∶PVP(质量比)、引发剂用量、交联剂用量、反应温度等主要条件对凝胶溶胀性能的影响.温度敏感性实验表明,凝胶分别在33℃、37℃出现最大平衡溶胀率,即具有多重温度敏感性.随着PVP含量的升高,凝胶在33℃时对温度的敏感程度升高、37℃时对温度的敏感程度降低,交联度增加使凝胶的温度敏感程度降低.另外,PVP含量升高使CHI结晶度降低,进而使PVP/CHI凝胶的玻璃化转变温度Tg降低.     

温敏性水凝胶的合成及表征

以羟丙基甲基纤维素与丙烯酰氯为原料,制备了羟丙基甲基纤维素丙烯酸酯;以偶氮二异丁腈为引发剂、以羟丙基甲基纤维素丙烯酸酯为大分子交联剂、N-异丙基丙烯酰胺为单体在N,N-二甲基甲酰胺中70℃下通过自由基聚合反应24 h,制备了温度敏感性水凝胶。用DSC对其相转变温度进行了表征,并测定了不同温度下达到溶胀平衡时水凝胶的溶胀比,进行了水凝胶的去溶胀动力学及干凝胶的再溶胀动力学研究。在聚合过程中,加入羟丙基甲基纤维素丙烯酸酯制得的水凝胶:相转变温度由30℃降为29℃;在10℃时溶胀比由29降为24.8;去溶胀速率加快,例如:该水凝胶在10 m in内失水率由56%降为16%,在30 m in内失水率由86%降为19%;并且减慢了凝胶的再溶胀速率。     

温度/pH敏感型壳聚糖水凝胶的制备及其性能

以天然可降解高分子壳聚糖为载体,选择温度敏感单体N-异丙基丙烯酰胺以及pH敏感单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸,以偶氮二异丁腈为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,通过自由基接枝共聚反应制备壳聚糖水凝胶。通过红外(IR)、扫描电镜(SEM)对其结构及形貌进行了表征,并探讨了影响水凝胶溶胀率的因素。结果表明,当单体配比NIPAM∶AMPS为6∶4、引发剂用量为单体总质量4%、交联剂用量为单体总质量的4%、反应温度为45℃形成的水凝胶在水中溶胀率可达95%左右。该水凝胶具有一定的温度和pH敏感性,预计在药物控释、组织工程、抗凝血材料等领域拥有广阔的应用前景。     

低密度聚乙烯固相接枝丙烯酸-2-羟乙酯共聚物的合成工艺

采用固相接枝法合成低密度聚乙烯(LDPE)接枝丙烯酸-2-羟乙酯(HEA)共聚物(LDPE-g-HEA),利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了接枝产物结构。实验考察了溶胀时间、溶胀温度、反应时间、反应温度、引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)浓度、界面剂二甲苯和单体用量对接枝反应的影响,并对不同单体投料量下制备的接枝产物进行凝胶含量测定。结果表明,HEA接枝到了LDPE主链上;在50℃溶胀40 min后,偶氮二异丁腈(AIBN)含量0.3%,二甲苯含量8.6%,85℃下反应2.5 h的较佳反应工艺条件下,当HEA加入量5.0%时,接枝率为3.8%,接枝效率达76.6%,凝胶含量为2.2%。随单体投料量的增加接枝率和接枝效率增大,产物的凝胶含量升高,可以通过调控单体投料量制备不同接枝率的改性产物。     

温度/pH敏感型壳聚糖水凝胶的制备及其性能

以天然可降解高分子壳聚糖为载体,选择温度敏感单体N-异丙基丙烯酰胺以及pH敏感单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸,以偶氮二异丁腈为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,通过自由基接枝共聚反应制备壳聚糖水凝胶。通过红外(IR)、扫描电镜(SEM)对其结构及形貌进行了表征,并探讨了影响水凝胶溶胀率的因素。结果表明,当单体配比NIPAM∶AMPS为6∶4、引发剂用量为单体总质量4%、交联剂用量为单体总质量的4%、反应温度为45℃形成的水凝胶在水中溶胀率可达95%左右。该水凝胶具有一定的温度和pH敏感性,预计在药物控释、组织工程、抗凝血材料等领域拥有广阔的应用前景。     

P(DMAM-co-AA)水凝胶的溶胀行为

采用水溶液聚合法合成了N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)与丙烯酸(AA)的共聚物[P(DMAM-coAA)]水凝胶,研究了温度、Na Cl浓度、p H值对水凝胶溶胀行为的影响,以及该水凝胶的溶胀与消胀动力学。结果表明:P(DMAM-co-AA)水凝胶的吸水能力随温度和Na Cl浓度升高而下降,在中性条件下的吸水能力较弱,在酸性和碱性条件下吸水能力较强,其溶胀和消胀速率随溶胀时间和消胀时间延长而逐渐降低,约10 h达到平衡状态。     

交联三维网络结构PINPAm的制备及其性能研究

聚N-异丙基丙烯酰胺(PINPAm)水凝胶是一种亲水但不溶于水,具有交联三维网络结构的高分子聚合物,具有一定条件下的溶胀/退溶胀行为,同时具有输送和渗透性、能量转换、吸附分离、生物相容性等功能。本文研究了用不同量的引发剂过硫酸铵(APS)对水凝胶形成的影响;反应温度分别为低温(低于5℃、20℃、30℃、40℃对水凝胶形成的影响。所制备的PNIPAm水凝胶分别测定了相转变温度(LCST)和凝胶溶胀率(SR)。结果表明引发剂量用量增多时水凝胶形成反应时间变短;反应温度升高水凝胶外观出现由无色透明凝胶→乳白半透明凝胶→乳白色凝胶→乳白色且无固定形态凝胶的变化。低温生成的水凝胶相转变温度(LCST)在33~34℃之间,水凝胶体积发生不连续收缩现象;交联剂N,N-亚甲基双丙烯酞胺(BIS)使用量越多溶胀率越小。     

紫外交联改性丝素蛋白的制备及溶胀性能测试

本文采用紫外交联法制备丝素和2-(二甲氨基)丙烯酸乙酯(DMAEA)、丝素和2-羟基乙基丙烯酸酯(HEA)及丝素和季铵盐的改性丝素蛋白凝胶。通过溶胀率、红外光谱表征改性丝素蛋白凝胶的结构特性,通过热重分析研究改性丝素蛋白凝胶的热稳定性。实验结果表明DMAEA改性丝素蛋白凝胶的溶胀性能优于添加HEA和季铵盐的改性丝素蛋白凝胶;盐浓度的影响表明,DMAEA、HEA和季铵盐的改性丝素蛋白凝胶溶胀率均随盐浓度升高而下降。热重分析研究表明,三种紫外聚合的凝胶,在100℃附近开始分解,450℃左右分解完,热稳定较好。三种改性方法中,添加HEA的凝胶的热稳定较好,添加DMAEA的凝胶溶胀率最好。     

互穿网络水凝胶的制备及其性能

以丙烯酸(AA)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和N-异丙基丙烯酰胺为主要原料(NIPAM),以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸钾为引发剂,采用分步法制备互穿网络水凝胶。研究了水凝胶的溶胀动力学,探究了在不同温度、p H和盐溶液浓度下水凝胶的溶胀率。结果表明,随着温度的上升,水凝胶的溶胀率呈递减的趋势。溶液的碱性越强,水凝胶吸水性越好,在p H大于8以后,吸水性能基本达到稳定。当水溶液浓度升高时,凝胶的溶胀率呈快速递减的趋势。     

聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯水凝胶敏感性研究

采用热化学聚合法制备了聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(PDMAEMA)水凝胶,对其溶胀性能进行了研究,考察了温度、pH和离子强度对其溶胀行为的影响.结果表明,PDMAEMA水凝胶具有温度敏感性,其低临界相变温度在50℃左右;水凝胶具有pH敏感性,其溶胀率在pH=8附近有一突变的下降过程;具有离子强度敏感性,溶胀率随离子强度的增加呈线性下降的趋势.     

正交实验优化PAM水凝胶水解工艺

用溶液聚合法制备了交联型聚丙烯酰胺水凝胶(PAM),对影响聚丙烯酰胺水凝胶水解的因素进行了研究。以饱和溶胀率为指标,采用正交设计的方法对水解温度、水解度、水解时间等因素进行了研究,通过实验,确定了聚丙烯酰胺最佳的水解工艺条件为:水解温度:80℃;水解度:70%;水解时间:6 h;乙醇∶水(体积)=1∶1。此时,水凝胶的饱和溶胀率可以高达707 g/g。     

温度和pH双重敏感性水凝胶的制备及表征

在5种不同温度下聚合交联,制备了一系列温度和pH双重敏感性聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-衣康酸)水凝胶。实验发现,15、25℃得到的凝胶是透明的,45、55℃得到的凝胶是白色不透明的,而在相转变温度附近(35℃)得到的凝胶则是半透明的。FTIR测定表明,它们具有相似的化学组成和结构。SEM观察证实,它们具有不同的表面形态。测定了不同温度和pH下达到平衡时水凝胶的溶胀比,考察了水凝胶在水和强酸性溶液中的去溶胀动力学。结果表明,与15℃或25℃制备的水凝胶相比,45℃和55℃制备的水凝胶的性能有显著提高:(1)溶胀比大为增加。15℃或25℃制备的水凝胶在25℃时溶胀比分别为65.3和68.1,而45℃和55℃制备的水凝胶此时溶胀比分别高达105.7和110.1;(2)45℃和55℃制备的水凝胶在极端环境下对温度的变化仍具有较快的响应速率。例如在温度为60℃,pH=1.67的强酸条件下,45℃和55℃制备的水凝胶在60 min内皆可失去95%的水,而15℃或25℃制备的水凝胶在120 min内只能失去42%左右的水。     

聚乙烯醇/聚丙烯酸钠/Zn0.2Fe2.8O4复合水凝胶的制备及其溶胀行为

将水溶性纳米Zn0.2Fe2.8O4(ZFO)粒子、用氢氧化钠(NaOH)中和的丙烯酸(PAAS)加入一定量的聚乙烯醇(PVA)水溶液中分散均匀,再加入引发剂过硫酸钾、交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺引发聚合,制备了PVA/PAAS/ZFO水凝胶。采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)对其组成和结构进行表征,并系统研究了复合水凝胶在不同溶剂中的溶胀性能。结果表明,纳米ZFO粒子均匀分散在PVA/PAAS凝胶网络中,纳米ZFO粒子的加入使水凝胶的溶胀速率和平衡溶胀度先增加后减小,在纳米ZFO含量为1%时达到最大;在不同浓度的电解质溶液和不同pH值的溶液中进行溶胀时,水凝胶表现出良好的离子浓度和p H刺激响应性。     

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。     

pH敏感聚合物水凝胶的实验研究

合成(聚丙烯酸)—CO—(α—甲基丙烯酸)水凝胶,具有很好的pH敏感性和一定的温度敏感性。这种水凝胶在碱性条件下的溶胀率远大于酸性条件下的溶胀率。在合成凝胶时,交联剂浓度和单体浓度都会影响聚合物反应的速度和性能,直接影响凝胶的结构,从而影响凝胶的性能,而且溶液中的离子浓度对凝胶的溶胀率也造成影响,其它条件相同,离子浓度越大,溶胀率越小。本文也研究了此凝胶的可逆性。在通过大量的实验后,结果表明：丙烯酸和α—甲基丙烯酸单体的摩尔比为1：0．75,在60℃合成的凝胶有较好的性能。     

聚甲基丙烯酸水凝胶的制备研究

以甲基丙烯酸为原料,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,自由基引发聚合制备聚甲基丙烯酸水凝胶。研究了聚甲基丙烯酸水凝胶的溶胀率、保水率,讨论了交联剂、引发剂的用量以及pH、盐溶液浓度对溶胀性能的影响。实验结果表明,当合成温度为70℃,pH=8,盐溶液浓度为0,交联剂、引发剂用量分别为反应物质量的0.6%、1.0%时,制备出来的水凝胶的溶胀性能最好。     

交联大豆蛋白凝胶的溶胀性能的研究

制备了大豆蛋白凝胶与戊二醛交联大豆蛋白凝胶,研究了凝胶的溶胀性及其影响因素,以质构仪、扫描电镜对凝胶的质构和断面微观结构进行了表征,结果表明:大豆蛋白浓度为13%,其凝胶溶胀率为15.00g/g;当大豆蛋白浓度为12%,25%戊二醛用量为50μL,交联大豆蛋白凝胶溶胀率为25.1g/g,;氯化钠浓度和水的温度对交联大豆蛋白凝胶的溶胀率有影响,氯化钠浓度从0升至0.1M,交联凝胶溶胀率从25.1减小为5.34g/g;水的温度从20升至60℃,凝胶的溶胀率从21.81增至49.12g/g;质构分析和扫描电镜结果显示,戊二醛交联凝胶比大豆蛋白凝胶具有更高的硬度、弹性、内聚性、破裂强度和更有序的微观结构。