细菌纤维素/聚乙烯醇双网络复合水凝胶的制备与性能研究

利用冷冻-解冻法制备了细菌纤维素（BC）/聚乙烯醇（PVA）双网络复合水凝胶,研究不同BC含量及循环周期对BC/PVA复合水凝胶力学性能和溶胀特性的影响,结果表明,随着BC含量的增多,复合水凝胶的含水率、平衡溶胀比、拉伸强度和压缩强度与普通的PVA水凝胶相比均有一定程度的提高;综合考虑,当BC含量为4%时,各项性能均达到最佳值;随着循环次数的增多,水凝胶内部的物理交联点增多,导致水凝胶的含水率下降,拉伸强度和压缩强度则有明显的上升趋势。SEM观察的结果与之前的分析是一致的。     

聚丙烯酰胺/改性纳米纤维素晶体纳米复合水凝胶的光聚合制备与表征

先用马来酸酐对纳米纤维素晶体(NCC)进行表面改性得表面含碳-碳双键的改性NCC(mNCC),然后将丙烯酰胺(AM)和mNCC一起光聚合得PAM/mNCC纳米复合水凝胶;通过红外光谱、扫描电镜、热重分析、差热分析、溶胀实验和拉伸实验研究了水凝胶的结构和性能。结果表明,PAM/mNCC纳米复合水凝胶是一种物理/化学共交联水凝胶;与用质量分数0.25%N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联的PAM水凝胶相比,PAM/mNCC纳米复合水凝胶中的微孔尺寸分布更宽,PAM分子链的起始分解温度和玻璃化转变温度升高;当mNCC的用量占AM质量的5%~10%时,PAM/mNCC纳米复合水凝胶的饱和溶胀率、拉伸强度、断裂伸长率分别为PAM水凝胶的2.1~2.7倍、0.45~1.1倍、3.8~7.1倍。     

纳米细菌纤维素/聚乙烯醇复合水凝胶在模拟体液中的疲劳行为

聚乙烯醇(PVA)复合水凝胶作为半月板及软骨等长期承重植入体,在生理环境中的疲劳行为关系到植入体的持久性和稳定性。采用弥散增强的方法将纳米细菌纤维素(BC)均匀分散在PVA水凝胶基体中,制备了纳米BC/PVA复合水凝胶。在模拟体液(SBF)环境中,采用压缩疲劳过程分析、疲劳前后刚度变化分析及疲劳前后尺寸稳定性分析3种方法,测试和评价了复合水凝胶的抗疲劳性能和力学稳定性。结果表明:纳米BC/PVA复合水凝胶在模拟人体环境中具有良好的抗疲劳性能,能够满足体内植入物的抗疲劳性能需求;纳米BC的加入可以有效提升复合水凝胶的力学稳定性和抗疲劳性能,但随着纳米BC含量的进一步升高,复合水凝胶的抗疲劳性能有所减弱,当PVA与纳米BC质量比为30∶1时,纳米BC/PVA复合水凝胶疲劳前期与后期最大位移变化量最小(0.002mm),疲劳前后刚度变化最小(5.41%),且疲劳前后尺寸稳定性最强,变形量仅为0.427mm,抗疲劳性能达到最佳。     

高力学强度羟乙基纤维素/聚丙烯酰胺复合水凝胶的制备EI北大核心CSCD

通过自由基聚合一步合成了羟乙基纤维素/聚丙烯酰胺(HEC/PAM)复合水凝胶,这种水凝胶具有优异的拉伸性能和压缩性能,可能源于PAM链与HEC链之间的氢键相互作用。经测试,HEC/PAM复合水凝胶可被拉伸至原尺寸的24倍,对应的拉伸断裂应力为113kPa;90%压缩形变对应的压缩强度达0.87 MPa;水凝胶的最大压缩形变达95%以上。同时,HEC/PAM水凝胶还表现出了优异的可恢复性能。因此,HEC/PAM复合水凝胶在生物医药领域有潜在的应用价值。     

双醛纤维素/聚乙烯醇复合水凝胶的制备及其性能

开发高性能功能性水凝胶并建立药物缓释模型对医用伤口创面材料的开发具有重要的意义。以小麦秸秆为原料通过对甲苯磺酸(p-TsOH)、高频超声、高碘酸盐氧化制备含木质素的生物交联剂双醛纤维素(2,3-dialdehyde cellulose,DAC);以DAC为交联剂与聚乙烯醇(PVA)通过羟醛缩合反应形成互穿网络结构的DAC/PVA复合水凝胶,研究了DAC含量对复合水凝胶的微观结构、吸水溶胀性能、抗压缩性能及热稳定性的影响;采用物理共混法包埋氨苄青霉素(AP)制备DAC/PVA-AP载药水凝胶并研究其药物释放过程、释放机制及抑菌作用。结果表明,DAC/PVA复合水凝胶的微观结构呈多孔3D网络立体结构,交联密度随DAC含量的增加而增加;复合水凝胶的含水量及溶胀率随着DAC含量的增加而减小,当DAC含量从0.8wt%增加至2.0wt%时,其吸水溶胀率从1 823.54%±13.89%降至1 105.41%±7.06%;在70%的应变下,1.0wt%DAC/PVA水凝胶的初始抗压强度达到5.765 MPa,抗压缩性能较强;经121℃高温湿热灭菌后,复合水凝胶均能保持完整的形貌,说明其具有优异的耐...     

新型PVA/CS/SA复合水凝胶的制备与性能

以聚乙烯醇(PVA)、壳聚糖(CS)、海藻酸钠(SA)等天然物料制备PVA/CS/SA复合水凝胶。通过实验推断出不同质量比、不同剂量的交联剂、不同pH、不同反应温度对复合凝胶的作用,结果表明当PVA∶CS∶SA为8∶4∶1时,水凝胶的品貌最优,综合性能达到最佳。红外分析表明,PVA与CS以及SA之间形成了较强的氢键;DSC分析结果表明,PVA/CS/SA复合膜的热稳定性比壳聚糖膜更强。     

聚乙烯醇/海藻酸钠复合水凝胶的制备及电场响应性能

将聚乙烯醇和海藻酸钠的混合水溶液通过凝固浴凝固,再通过反复冷冻-解冻的方法制备出交联的水凝胶。该水凝胶在NaCl水溶液中加直流电场后表现出溶胀、收缩、弯曲行为。该凝胶的弯曲速度和最大弯曲度随电压及NaCl溶液浓度的增加而增大,最大形变量随凝胶中的海藻酸钠含量的增加而增大。     

前端聚合法制备聚N-异丙基丙烯酰胺/碳纳米管复合水凝胶及其性能

用前端聚合法制备了聚(N-异丙基丙烯酰胺)/多壁碳纳米管(PNIPAM/MWCNTS)复合水凝胶,对产物的微观形貌、温敏性、力学性能和释药性能进行了研究。结果表明,PNIPAM/MWCNTS复合水凝胶具有温度敏感性,MWCNTS的加入不影响水凝胶的低临界转变温度,随MWCNTS含量增加,水凝胶吸水能力降低,力学强度显著提高,当MWCNTS的含量由0%增至10%时,水凝胶的压缩强度从88 k Pa增加到666 k Pa。复合水凝胶具有良好的药物缓释性能。     

高强度耐低温纳米纤维素/聚乙烯醇导电复合水凝胶制备及其在柔性传感中的应用

纳米纤维素具有大长径比、较高的弹性模量与比表面积及丰富的表面官能团,是一种优良的纳米增强材料。首先以纳米纤维素(CNFs)为分散介质辅助分散MXene纳米片层,制备CNF-MXene纳米复合物,并通过FTIR与XPS分析CNFs与MXene的相互作用。以此复合物为增强填料,聚乙烯醇(PVA)为基底,制备CNF-MXene/PVA复合水凝胶,进一步通过KOH溶液处理,提高复合水凝胶的力学性能,并赋予复合水凝胶优异的离子导电性。该复合水凝胶表现出优异的力学性能,其拉伸强度与断裂伸长率分别达到255.9 kPa与1098.2%,还具有高电导率(2.38 S/m)、一定的抗冻性能与灵敏的应变/压力响应性。基于该复合水凝胶组装的应变/压力柔性传感器,由于具有极低的检测极限质量(100 mg)与极快的响应时间(225 ms),可以监控脉搏跳动与喉咙发声微小震动引起的压力变化。因此,该复合水凝胶基柔性传感器非常有希望应用于未来新一代可穿戴电子、人机交互等领域。      

木聚糖/多壁碳纳米管复合水凝胶的制备及性能

以木聚糖和改性碳纳米管为原料,采用半互穿网络方法制备了一系列不同碳纳米管含量的木聚糖/多壁碳纳米管复合水凝胶;利用扫描电镜及红外光谱对凝胶的微观结构及化学结构进行了表征,研究了碳纳米管的含量对凝胶的微观结构及力学性能的影响,考察了凝胶的pH敏感性以及碳纳米管含量和交联剂用量对溶胀率的影响,研究了该凝胶对亚甲基蓝的吸附行为。结果表明,随着改性碳纳米管含量的增加,凝胶的抗压性能提高,溶胀率先增大后减小,但交联剂用量的增加会使凝胶溶胀率明显减小。改性碳纳米管的引入使凝胶的pH敏感性增强、孔径均匀、吸附性能提高。吸附研究表明该木聚糖/多壁碳纳米管复合水凝胶是一种良好的阳离子吸附剂。     

Ag/PVA复合水凝胶的制备及其性能的研究

通过沉淀法制备Ag/PVA复合水凝胶,对复合水凝胶的微观结构进行了表征,并对其力学性能和抗菌性能进行了研究.结果表明,银微粒可以通过沉淀法均匀分散在水溶性的PVA中,形成Ag/PVA复合水凝胶,并且这种复合水凝胶具有抗菌性能,并改善了PVA水凝胶的力学性能.     

丙烯酸纤维素纳米纤丝复合水凝胶颗粒的制备及其性能研究

以丙烯酸纤维素纳米纤丝（ACL-CNF）为聚合轴心,以过硫酸铵（NH₄）₂S₂O₈)为引发剂与丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸（AMPS）通过反相悬浮聚合制备出复合水凝胶微球P（AAACC）。对P（AAACC）的聚合过程、微观形态、溶胀性、机械强度以及耐温耐盐性进行了研究。结果表明,在盐浓度为10%（质量分数）时平衡溶胀倍率为13.59 g/g,在120℃时平衡溶胀倍率为30.15 g/g,与普通水凝胶相比分别提高了2.63倍和3.15倍;复合水凝胶颗粒在压缩比为85%时恢复性为84.8%,而普通水凝胶已经出现破裂;利用TG-DTG分析可以看出ACL-CNF与单体之间发生了共聚反应,并且热稳定性得到了提升;在高温高盐下老化七天后复合水凝胶颗粒的保水率为92.1%与普通水凝胶相比提高了11%,机械强度在去离子水和盐水中分别提升了2.5倍和2.79倍。     

纤维素/海藻酸钠/明胶复合水凝胶的制备与性能

纤维素作为一种来源丰富的天然高分子材料,具有优异的生物相容性和可降解性,但其难溶特性限制了其应用。文中采用离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物(AmimCl)溶解纤维素(Cel),海藻酸钠(SA)与明胶(Gel)混合水溶液作为凝固浴进行纤维素再生,进一步通过浸泡氯化钙(CaCl₂)溶液交联海藻酸钠,制备了一种透明、高强度的复合水凝胶。分别探究了纤维素浓度(3%,4%,5%,6%,7%和8%)及不同的海藻酸钠/明胶质量比(0:10,2:8,4:6,6:4,8:2和10:0)对水凝胶性能的影响。利用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、紫外可见分光光度计和万能材料试验机对水凝胶进行了表征。结果表明,水凝胶中各组分之间的氢键作用及海藻酸钠与Ca²⁺之间的离子相互作用赋予水凝胶优异的力学性能,相比于纯水作为凝固浴制备的再生纤维素水凝胶,强度提高了26.36%。随着纤维素浓度的增加,水凝胶的结晶度和网络结构的致密性增加,水凝胶的力学性能显著提升。此外,海藻酸钠/明胶的比例也对水凝胶的力学性能有显著影响,当海藻酸钠与明胶质量比为6:4时,水...     

Ag／PVA复合水凝胶的制备及其性能的研究

通过沉淀法制备Ag／PVA复合水凝胶，对复合水凝胶的微观结构进行了表征，并对其力学性能和抗菌性能进行了研究。结果表明，银微粒可以通过沉淀法均匀分散在水溶性的PVA中，形成Ag／PVA复合水凝胶，并且这种复合水凝胶具有抗菌性能，并改善了PVA水凝胶的力学性能。     

有机/无机纳米复合水凝胶的制备与应用

纳米材料具有直径小、比表面积大以及易于实现表面功能化的优点,受到广泛的关注。与普通水凝胶相比,将无机纳米材料分散在水凝胶中制备的有机/无机纳米复合水凝胶的力学性能、光学性能、热力学性能都有较大提高。主要综述了TiO₂、SiO₂、Fe₃O₄等无机物作为填充剂或交联剂制备纳米复合水凝胶的方法,如共混法、原位法等,并分析了其在环保、医药等领域的应用。     

胶原/O-羧甲基壳聚糖复合水凝胶的制备及表征

以I型兔皮胶原蛋白(Col)和O-羧甲基壳聚糖(O-CMC)为原料,采用中和透析法制备了Col/O-CMC复合水凝胶,然后通过扫描电镜和红外光谱对其进行表征,并重点探究O-CMC质量浓度对复合水凝胶的溶胀率、流变性、接触角、体外降解性及抗菌性能的影响。结果表明,Col与O-CMC之间依靠氢键作用力相结合,且随着O-CMC质量浓度的增加,制备所得到的凝胶内部结构趋于致密,当O-CMC的质量浓度为10 mg/mL时,其孔径为(201.32±14)μm、溶胀率为42.78%±1.39%、水接触角为53.91°±0.63°、质量损失率降低至52.95%。此外,复合水凝胶对大肠杆菌的抑制率达到了100%,使其应用于抗菌性支架材料具有广阔的前景。     

不同条件对PVA/CS复合水凝胶溶胀性能的影响

以聚乙烯醇(PVA)、壳聚糖(CS)为原料,戊二醛为交联剂,制备出PVA/CS复合水凝胶载体材料,改变PVA/CS的质量配比、交联剂含量、pH值和温度,考察了不同条件下对复合水凝胶溶胀性能的影响.结果表明,当PVA/CS质量比为3:1、交联剂体积分数为4%时所合成凝胶的溶胀性能较好;随着温度的升高,溶胀度不断减小;凝胶在酸性条件的溶胀性能远远优于碱性条件的溶胀性能.     

细菌纤维素增强聚羟基丁酸酯复合材料的制备及性能

利用细菌纤维素(BC)作为增强材料,采用溶液浸渍法制备了细菌纤维素/聚羟基丁酸酯(PHB)复合材料,并利用红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及力学性能测试对细菌纤维素/聚羟基丁酸酯复合材料的特征进行了研究。结果表明,PHB可以较好地渗透进入BC三维骨架中形成复合材料;在复合材料中PHB和BC的结晶特征均没有发生根本改变,只是随着PHB含量的增加,其特征衍射峰强度变大、半峰宽变小;力学性能测试显示BC能够有效增强PHB的力学性能,复合材料的断裂强度可达91MPa,断裂伸长率为7.9%,冲击强度为47.8 J/m2,较纯PHB分别提高了310%、75%和140%,其杨氏模量约为1.18 GPa,提高了约100%。由于PHB和BC均是生物材料,这种复合材料在骨组织工程中有望获得应用。     

海藻酸钠-g-聚丙烯酰胺/氧化石墨烯复合水凝胶的制备及控释行为EI北大核心CSCD

以海藻酸、丙烯酰胺为单体,氧化石墨烯为原料制备了海藻酸钠-g-聚丙烯酰胺/氧化石墨烯(NaAlg-g-PAAm/GO)复合水凝胶,采用傅里叶变换红外光谱和扫描电镜对其结构和形貌进行了表征;当GO的质量分数从0.6%增至3.2%时,溶胀率从37%减至21%;阳离子对水凝胶的溶胀性的影响能力是Fe3+>Ca2+>K+;以5-氟尿嘧啶(5-FU)为抗癌药物模型,模拟胃腔和小肠的环境,研究了在pH=1.2和pH=7.4的缓冲溶液中复合水凝胶的控制释放行为,实验结果表明水凝胶在pH=7.4的缓冲溶液中的累积释放率明显高于在pH=1.2的溶液中的累积释放率,所以该类水凝胶有望成为靶向药物释放的载体。