聚N异丙基丙烯酰胺/黏土纳米复合自修复水凝胶的制备及性能

以N异丙基丙烯酰胺(PNIPA)为单体,纳米黏土硅酸镁锂(LXG)为交联剂,通过原位聚合反应制备了一种具有自修复功能的高分子/纳米黏土复合水凝胶。探讨了单体和黏土配比、单体与分散剂配比等参数对水凝胶成胶性能的影响。重点对该复合水凝胶自修复机理及性能进行评价。结果表明,当单体与黏土比例为1.5~2：1,单体与分散剂比例为1：10时水凝胶成胶性能良好;水凝胶的溶胀性能随黏土含量的增加而下降,最大溶胀率为12.8 g/g;合成的水凝胶在室温下无需任何修复剂,24 h即可实现损伤断面的良好修复,自修复效率最高为43.1 %。     

纳米铜碳/海藻酸钠复合水凝胶的制备及性能

以吸附了硫酸铜的天然棉纤维为原料,高温热解制备纳米铜碳复合材料(NCCC),并利用原位释放法以二价钙离子为交联剂制备出纳米铜碳复合材料/海藻酸钠(NCCC/SA)复合水凝胶,来缓释抑藻材料NCCC。调节CaCO₃/SA的质量比,考察海藻酸钠水凝胶的力学性能、溶胀和降解性能来优选凝胶载体。调节NCCC/SA质量比,考察NCCC/SA复合水凝胶力学性能、溶胀和降解性能。NCCC/SA质量比越大,复合水凝胶的力学性能越差,但其溶胀和降解性能几乎没有影响。为了应对动态水环境的使用要求,最终选用CaCO₃/SA的质量比为18.18%的海藻酸钠水凝胶为载体,NCCC/SA质量比为2∶1来制备复合水凝胶,并模拟NCCC的缓释,为NCCC应用于抑藻的研究奠定了理论基础。     

改性聚天冬氨酸复合水凝胶的制备及性能

以聚琥珀酰亚胺（PSI）、丙烯酸（AA）和丙烯酰胺（AM）为原料,KH550和KH570为联合交联剂,采用水溶液聚合法合成了聚天冬氨酸/聚（丙烯酸-丙烯酰胺）复合水凝胶［KPAsp/P（AA-AM）］;探讨了交联剂用量、原料配比对KPAsp/P（AA-AM）复合水凝胶溶胀性能的影响;采用FTIR和TG对水凝胶进行了表征。结果表明当v（KH550）∶v（KH570）=1∶1和n（PSI）∶n（AA）∶n（AM）=1∶3∶1时,所合成的复合水凝胶溶胀性能最佳,溶胀度达到395。通过吸水动力学研究表明,共聚链的引入改变了水凝胶的吸水行为。研究了复合水凝胶对阿莫西林的控释性能,结果表明,复合水凝胶的载药量可达29.98mg/g;在37℃、pH=1.8的NaCl溶液中,负载了阿莫西林的复合水凝胶在2h对药物的释放率达到57%,24h左右达到85%。     

β-环糊精/海藻酸钠水凝胶的制备及性能研究

将海藻酸钠(SA)和β-环糊精(β-CD)共混制备了复合水凝胶,并讨论了交联剂浓度、原料配比对水凝胶溶胀性能的影响。结果表明,当两者的共混比例为1∶2、w(交联剂)为6%、交联时间为1h时,水凝胶的溶胀性能较好。水凝胶在pH=1.2时的溶胀率仅为1.2,而在pH=7.4时的溶胀率达到14.2,具有良好的pH敏感性。以牛血清蛋白(BSA)为模型药物,研究了β-CD/SA水凝胶作为药物载体对BSA的负载及释放性能,结果表明:在模拟胃液中的累计释放量较小(21.5%),且释放速率较慢;在模拟肠液中的累计释放量为70.2%,具有良好的pH敏感控制释放性能。     

PAM/SA/CNFs复合水凝胶的制备与性能研究

通过溶液交联聚合法制备了聚丙烯酰胺(PAM)/海藻酸钠(SA)/纤维素纳米纤维(CNFs)半互穿网络结构复合水凝胶。研究了不同添加量的CNFs对SA/PAM/CNFs复合水凝胶的溶胀性能和力学性能的影响;并测定了该复合水凝胶对亚甲基蓝染料的吸附性能。结果表明:当CNFs添加量为0.1ω/%时,复合水凝胶对亚甲基蓝染料的吸附效果最好,且平衡溶胀度最大为9.47,复合水凝胶压缩应力达到114.64 kPa。     

可注射甘油磷酸钠-壳聚糖/海藻酸钠复合水凝胶的制备及性能研究

通过物理交联方法,将海藻酸钠(SA)与甘油磷酸钠-壳聚糖(GP-CS)复合制备可注射GP-CS/SA复合水凝胶,考察了物料比(GP-CS与SA的质量比)对复合水凝胶凝胶化时间、溶胶含量、微观形态、热稳定性、平衡溶胀等物理化学性能的影响。结果表明,复合水凝胶中SA比例越大,凝胶化时间越短,溶胶含量越少;扫描电镜和红外光谱分析表明,GP-CS与SA通过物理交联形成三维网络结构的水凝胶;热重分析表明,复合水凝胶与GP-CS水凝胶的热稳定性没有很显著差异;平衡溶胀实验表明,随着SA比例的增大,复合水凝胶的溶胀率和平衡溶胀率升高。GP-CS/SA复合水凝胶比单一的GP-CS水凝胶具有更高的机械强度、更好的吸水性和平衡溶胀性能。     

壳聚糖纤维/壳聚糖/海藻酸钠水凝胶溶胀性能与抑菌性能

制备了壳聚糖(CS)/海藻酸钠(SA)复合水凝胶,并通过加入吸水性壳聚糖长纤维、45%壳聚糖水刺无纺布、80%壳聚糖水刺无纺布、100%壳聚糖水刺无纺布、100%壳聚糖针刺无纺布这五种纤维,增强复合水凝胶的力学性能,探究了复合水凝胶的吸水溶胀性能与抑菌性能。结果表明,加入纤维后水凝胶在蒸馏水中的溶胀比明显降低,在碱性环境中,水凝胶的溶胀比显著上升,在偏中性环境中,水凝胶的溶胀比最低;加入纤维后,复合水凝胶仍具有一定的抑菌性,无纤维添加的水凝胶呈现出的抑菌能力一般,而加入了吸水性壳聚糖长纤维的具有最佳的抑菌性能。     

壳聚糖/明胶/聚乙烯醇复合水凝胶的溶胀性能研究

以聚乙烯醇(PVA)、明胶和壳聚糖为原料,以戊二醛为交联剂,在醋酸溶液中通过共混交联反应合成了壳聚糖/明胶/聚乙烯醇复合水凝胶,考察了聚乙烯醇/壳聚糖/明胶的质量比、交联剂用量、反应温度、反应时间对复合水凝胶溶胀性能的影响。通过正交实验,确定制备复合水凝胶的优化条件如下:交联剂用量为6 mL、反应温度为75℃、反应时间为70 min、聚乙烯醇/壳聚糖/明胶的质量比为1∶2∶2,在此优化条件下合成的壳聚糖/明胶/聚乙烯醇复合水凝胶溶胀性能良好,对水的平衡溶胀度达到985%。     

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。     

纳米银对复合水凝胶性质影响的研究

超声波作用于含有单体AMPS、MMA和交联剂MBA的Ag NO3水溶液,使Ag+还原为纳米级的银粒子,与此同时单体和交联剂形成共聚物,从而在无引发剂和还原剂的条件下制备出纳米银/P(AMPS-MMA)复合水凝胶。TEM表明,制备的纳米银粒径在10~20nm,粒径分布较窄,且均匀地分散在水凝胶聚合物里;通过研究纳米银/P(AMPS-MMA)复合水凝胶和P(AMPS-MMA)水凝胶的溶胀率、溶胀动力学、退溶胀动力学和温敏性质等表明,纳米银增强了复合水凝胶的吸水性能和提高了复合水凝胶的温敏性。     

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%。     

聚乙烯醇-壳聚糖复合水凝胶的溶胀性能

以聚乙烯醇(PVA)和壳聚糖为原料、以戊二醛为交联剂,在醋酸溶液中合成了聚乙烯醇-壳聚糖复合水凝胶,研究了影响水凝胶溶胀性能的多种因素,实验结果表明,该凝胶对pH、离子、温度敏感,且在pH=3.13盐酸溶液、常温下的蒸馏水及8℃蒸馏水中溶胀度较大,分别为1 112.2%、974.2%、1 036.8%,凝胶溶胀度随着干燥温度及干燥时间的增加而减小,聚乙烯醇种类对水凝胶溶胀性能有显著影响,PVA-1788与壳聚糖形成的水凝胶溶胀度最大为2 074.1%。聚乙烯醇-壳聚糖复合水凝胶因具有优良的机械强度、生物相容性及生物降解性,同时又具有pH/离子/温度敏感性,因此日益显示其在生物医学材料等领域的重要性。     

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。     

螺旋纳米炭纤维/海藻酸钠水凝胶制备及性能研究

通过溶液共混法制备海藻酸钠(SA)水凝胶和螺旋纳米炭纤维/海藻酸钠(HCNFs/SA)复合水凝胶,考察SA浓度、CaCl_2浓度和HCNFs浓度对凝胶平衡溶胀度(ESD)的影响,并对水凝胶进行pH值响应性和抗压强度测试。结果表明:SA浓度为1%、CaCl_2浓度为0.03 mol/L时,制备的水凝胶ESD为34.72;HCNFs浓度为0.5 mg/mL时,制备的HCNFs/SA水凝胶抗压强度为7.84 kPa。     

辐射交联PVA/PVP/胶原复合水凝胶的制备及性能研究

采用辐射交联与冻融循环相结合的方法,将胶原引入聚乙烯醇(PVA)/聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)水凝胶体系,制备具有较高生物活性的PVA/PVP/胶原复合水凝胶。通过含水率、溶胀性能、力学性能及微观结构研究胶原对复合水凝胶结构与性能的影响,并优选最佳体系进行体外细胞毒性实验(MTT法)。研究结果表明,复合水凝胶具有均匀分布的三维多孔结构,胶原的添加增大水凝胶网络空间结构,其初始含水率达92%,并在10 h内达到溶胀平衡,但力学性能降低。辐射交联与冻融循环相结合的方法有利于提高胶原水凝胶制备效率,胶原结构不改变,其体外细胞存活率从PVA/PVP水凝胶的77.3%提高到93.8%,细胞相容性提高。     

n-HA添加对聚磷酸钙水凝胶结构与性能的影响

采用共混法制备纳米羟基磷灰石/聚磷酸钙(n-HA/CPP)复合水凝胶,探究了n-HA的添加对CPP水凝胶的结构形貌、热稳定性、溶胀降解性能和力学性能的影响.结果 表明:通过控制n-HA的添加量可以改变CPP水凝胶的链长进而改变其性能,n-HA的加入提高了CPP水凝胶的热稳定性.随着n-HA添加量的增加,n-HA/CPP复合水凝胶的溶胀率和降解率均呈现先减小后增大再减小的趋势,溶胀后内部孔洞大小也呈现先减后增再减的变化规律.添加量为1wt％时,n-HA/CPP复合水凝胶的抗压强度达到最大值(5.06±0.60) MPa,与纯CPP水凝胶相比提高了22％.     

N-异丙基丙烯酰胺pH敏感型水凝胶的制备及对甲基紫吸附性能研究

以N-异丙基丙烯酰胺和海藻酸钠(SA)为主要原料,制备了具有pH敏感型的智能水凝胶。探究了不同海藻酸钠、引发剂、交联剂等配比的凝胶在不同pH值环境下的溶胀性能,并对制备的凝胶进行甲基紫的吸附性能测试。结果表明:碱性条件下,凝胶溶胀度随SA用量的增加而增大,酸性条件下则相反;凝胶的溶胀度随交联剂用量的增加而减小;引发剂用量为3%时凝胶的溶胀度较高;凝胶在适宜条件下对甲基紫溶液有良好的吸附性能。     

羧甲基纤维素/β-环糊精水凝胶的制备

本文以羧甲基纤维素(CMC)以及β-环糊精(β-CD)为原料,环氧氯丙烷为交联剂,在碱性条件下成功制备了交联羧甲基纤维素/β-环糊精水凝胶。考察了溶剂浓度、原料配比对水凝胶强度和溶胀率的影响。结果表明:NaOH质量分数为ω(NaOH)=5%,原料配比mCMC/mβ-CD=3∶2时得到的水凝胶的溶胀性能最好。研究水凝胶的溶胀性能发现该水凝胶具有pH敏感性,在pH值=7时的溶胀性能最好。     

pH敏感瓜胶-聚丙烯酸水凝胶的流变和溶胀性能研究

以可生物降解的多糖羧甲基羟丙基瓜胶、敏感功能性单体丙烯酸为主要原料、在性能增强剂粘土存在下,合成一类具有pH敏感性质的新型杂化水凝胶,同时探索所得杂化水凝胶的流变性能及其溶胀行为。结果表明,粘土的加入不仅提高凝胶的力学强度,并可显著增强凝胶的溶胀性能和pH敏感性能。     

N-异丙基丙烯酰胺/甲基丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶研究

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和甲基丙烯酸(MAA)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,在氧化石墨烯(GO)水溶液中进行自由基原位聚合,制备了聚N-异丙基丙烯酰胺/聚甲基丙烯酸/氧化石墨烯(PNIPAM/PMAA/GO)复合水凝胶,研究了GO的含量变化对复合水凝胶性能的影响。结果表明,GO的加入能明显提高水凝胶的力学性能,复合水凝胶的平衡溶胀比随着GO含量的增加而降低,并且也具有优异的pH敏感性。