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.     

水在凝胶中的存在状态及其对凝胶力学性能的影响

以偶氮二异丁腈为引发剂,通过化学引发聚合合成甲基丙烯酸β-羟乙酯（HEMA）/N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）二元共聚物和HEMA /NVP /甲基丙烯酸甲酯（或甲基丙烯酸丁酯）三元共聚物水凝胶,通过示差扫描量热法（DSC）结合热重法（TG）研究了不同单体配比的共聚物水凝胶中水的状态,证明了凝胶中存在3种不同状态的水：非冻结结合水、可冻结结合水和可冻结自由水.结果发现可冻结水的含量主要由NVP含量所决定,NVP单元基本不能键合水,而非冻结水的含量主要受HEMA含量和疏水性单体甲基丙烯酸酯含量影响.疏水性单体的引入使材料的力学强度提高,对凝胶体系具有增塑作用的是非冻结水而不是可冻结的结合水和自由水.     

水在聚乙烯醇/水体系中的状态及氢键作用

水在聚乙烯醇(PVA)中的状态直接影响PVA的热塑加工.采用DSC和Raman光谱研究了水含量对其在PVA中的状态及氢键作用的影响.结果表明:水在PVA中以3种状态存在,随水含量增加,非冻结合水比例减小,可冻结合水和自由水比例增加.通过高斯分峰可将Raman光谱水的羟基伸缩振动峰分为5种羟基振动峰叠加,分别代表多氢键结合水分子的羟基对称与反对称伸缩振动,双氢键结合水分子羟基伸缩振动,单氢键结合水分子羟基伸缩振动,无氢键或弱氢键相互作用水分子的羟基伸缩振动.水含量增加,单氢键结合与多氢键结合水分子含量增加,而双氢键结合与无氢键结合水分子含量减少.     

水凝胶-水凝胶复合材料的热分析研究

在甲基丙烯酸羟乙酯单体中加入聚乙二醇400溶胀的交联N-乙烯基吡咯烷酮水凝胶,制备了水凝胶-水凝胶复合材料,采用DSC与TG研究了该复合材料中水的特异性。结果表明,分散相水凝胶与连续相水凝胶的吸水倍率不同,导致复合材料吸水溶胀时不同相结构之间互相制约,复合材料中非冻结水的含量较多,DSC谱图上非冻结水的熔融峰被自由水的熔融峰掩盖;水凝胶中不同存在状态的水的形成与水凝胶的溶胀行为密切相关,非冻结水与中间水的形成都需要足够的空间。     

水凝胶-水凝胶复合材料的制备与表征

将聚乙二醇400(PEG400)溶胀的交联N-乙烯吡咯烷酮(NVP)水凝胶微粒浸渍在含有引发剂过氧化苯甲酰(BPO)的甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(HEMA)单体中并加热引发聚合反应,制备水凝胶-水凝胶复合材料,研究了产物的溶胀行为,并采用SEM、DSC对产物进行了表征。结果表明,水凝胶-水凝胶复合材料的饱和含水量随交联NVP水凝胶颗粒的含量及饱和含水量增大而增大,两种水凝胶之间的界面结构可分为包埋、部分互穿网络以及完全部分互穿网络等三种,其原因在于HEMA单体部分进入交联NVP水凝胶微粒并进行原位聚合的程度不同;处于分散相的水凝胶与处于连续相的水凝胶的吸水倍率不同,导致水凝胶-水凝胶复合材料吸水溶胀时不同相结构之间互相制约,处于分散相的水凝胶的大分子链不能充分伸展,非冻结水的熔融峰被自由水的熔融峰掩盖,表现为DSC谱图上非冻结水的熔融峰被自由水的熔融峰掩盖。     

三甲基壳聚糖季铵盐水凝胶的制备及性能

采用反应活性强和交联条件温和的二乙烯基砜为交联剂,制备了N,N,N-三甲基壳聚糖季铵盐水凝胶（TMCG）并研究了TMCG的溶胀行为、水的状态和分布以及力学性能等。结果表明,TMCG在水中溶胀迅速,平衡溶胀度达40倍,并且具有离子响应性;水分子在TMCG中以自由水、可冻结的结合水和非冻结的结合水三种形式存在,其非冻结的结合水含量随交联剂浓度的增加而增大。TMCG具有良好的力学性能,拉伸强度达13.8 MPa,断裂伸长率达135.3%。     

亲水-疏水PVP-semi-IPN-PCL水凝胶的制备与溶胀性能

N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）在聚己内酯（PCL）的乙酸乙酯溶液中进行自由基聚合,制备了亲水-疏水性聚乙烯吡咯烷酮（PVP）/聚己内酯（PCL）半互穿网络水凝胶（PVP-semi-IPN-PCL）。凝胶中PCL的熔融温度T_m无明显变化,而T_m吸热峰形状随PVP含量变化。凝胶平衡溶胀率（ESR）随PVP含量的升高而增大,结合水量的增大尤其显著。由于“笼蔽效应”,低浓度引发剂时,偶氮二异丁睛（AIBN）引发制备的凝胶ESR低于过氧化苯甲酰（BPO）引发剂。交联剂浓度较低时,以戊二醛交联形成凝胶的ESR较N,N-亚甲基双丙烯酰胺（NMBA）交联形成的凝胶大。浓度较高时,戊二醛交联凝胶ESR较NMBA低。PVP含量（质量）分别为20%、40%、60%、80%时,凝胶溶胀动力学Fick模型中的n值分别为0.854、0.471、0.466、0.253,说明在合适的PVP含量时,凝胶的溶胀动力学符合Fick模型。     

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.     

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。     

制备方法对GO/P(NIPAM-MA)水凝胶La3+吸附性能的影响

用冷冻聚合法和非冷冻聚合法制备了氧化石墨烯/聚(N-异丙基丙烯酰胺-顺丁烯二酸)(GO/P(NIPAM-MA))水凝胶,比较制备方法对GO/P(NIPAM-MA)水凝胶La³⁺吸附能力的影响,发现通过冷冻聚合法合成的水凝胶,具有更加优异的溶胀-退溶胀性能和吸附性能。NIPAM与MA摩尔比为10∶1的冷冻聚合法水凝胶,在370 mg/L的LaCl₃溶液中平衡吸附量为(29.87±0.073)mg/g,而相同条件下的非冷冻聚合法水凝胶平衡吸附量仅为(20.29±0.395)mg/g。冷冻聚合法水凝胶的Freundlich等温线拟合参数n值随着MA含量的增加呈线性增加,而非冷冻聚合法水凝胶增加幅度小于冷冻聚合法。经过5次吸附-解吸循环,冷冻聚合法水凝胶的形状和体积没有明显变化且吸附能力没有明显下降,而非冷冻聚合法水凝胶经过3次吸附-解吸循环就出现破碎,无法再使用。冷冻聚合法合成的GO/P(NIPAM-MA)水凝胶具有La³⁺平衡吸附量大、可重复使用等优点。     

P84共聚聚酰亚胺-聚乙烯吡咯烷酮/聚丙烯腈复合膜的制备及其渗透汽化分离甲醇/四氢呋喃

通过聚乙烯吡咯烷酮（PVP）与P84共聚聚酰亚胺（P84）共混，以聚丙烯腈（PAN）超滤膜为支撑层，制备了不同PVP含量的P84-PVP/PAN复合膜。采用傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、差示扫描量热仪（DSC）和接触角（CA）测量等方法对复合膜进行表征。FTIR分析表明，PVP与P84为物理共混。DSC结果显示共混物存在单一玻璃化转变温度，具有良好相容性。此外，水接触角测试显示PVP引入提高了膜亲水性。XRD结果表明，随着PVP含量的增加，共混物分子链平均间距增大，膜内自由体积增大。考察了PVP含量、操作温度及料液浓度对渗透汽化分离甲醇/四氢呋喃性能的影响。结果表明，随着共混物中PVP质量分数增加至20%，膜渗透通量逐渐增大，分离因子先增加（PVP质量分数≤ 10%）而后迅速降低。当PVP质量分数为10%、进料温度为20℃时，复合膜对于质量分数30%甲醇/四氢呋喃有最优的分离性能，其渗透通量为259g/(m²?h)，分离因子为41。     

室温交联PVA水凝胶的制备与性能研究

以环氧氯丙烷为交联剂,采用室温化学交联法制备了聚乙烯醇(PVA)水凝胶,研究了交联温度和交联时间对PVA溶胀性能和力学性能的影响,借助差示扫描量热法(DSC)和扫描电子显微镜(SEM)对PVA水凝胶进行分析表征。结果表明,当交联时间为3d且交联温度为50℃时PVA水凝胶的综合性能最佳。PVA的玻璃化转变温度为-54.50℃,PVA水凝胶中包含有自由水、束缚水和非冷冻水。     

Controlled release of riboflavin and insulin through crosslinked poly(vinyl alcohol)/chitosan blend membrane

The permeation of riboflavin and insulin through poly(vinyl alcohol) (PVA) and chitosan blend membrane was conducted. The permeability coefficients of both solutes through the crosslinked PVA and chitosan blend membrane were in the order of 10^?6?10^?7 cm³ cm/cm²s and showed a pH dependence. The pH-dependent permeation behavior was discussed in terms of water content and water structure inside of the swollen membrane. Riboflavin and insulin were presumed to permeate through the free water region in the swollen blend membrane. The DSC thermograms of these membranes indicated that the content of free water and the amount of freezing bound water increased with the water content in the membrane. The greater permeation rate of solutes in acidic solution rather than in neutral solution was due to an increase in both water content and the amount of free water and freezing bound water.     

Characterization of Poly(Vinyl Alcohol) and Poly(Vinyl Pyrrolidone) Co-polymer Blend Hydrogel Prepared by Application of Gamma Radiation

Hydrogel is prepared from a poly(vinyl pyrrolidone) (PVP) and poly(vinyl alcohol) (PVA) blend solution by gamma radiation with a ₆₀Co λ source at room temperature. Properties of the prepared hydrogel, such as gel fraction, gel strength swelling ratio, equilibrium water content, and water absorption in room temperature, were investigated. Blending hydrogel with PVP and PVA obviously increased the gel strength and decreased the swelling ratio of hydrogel. It was observed that the gel fraction increased while the swelling ratio and water content decreased with increased radiation dose, but gel strength increased up to a certain radiation dose and then decreased. The percentage of water absorption at room temperature increased with time but after a certain time it became steady and decreased with radiation dose.     

铂纳米花的控制合成

以氯铂酸钾（K2PtCl6）为前驱体、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为稳定剂及还原剂,在一定量溴化钾（KBr）的存在下,采用水热法制备了铂纳米花。考察了n（K2PtCl6）∶n（PVP）∶n（KBr）、反应温度、反应时间对产物形貌的影响。结果表明,在n（K2PtCl6）∶n（PVP）∶n（KBr）为1∶10∶15、反应温度为130℃、反应时间为3h的条件下,制备出形貌规则、大小均匀的花形自组装铂纳米颗粒。利用透射电子显微镜、X-射线光电子能谱和X-射线粉末衍射对产物进行了表征。所制备的铂纳米花由零价态的铂原子组成,具有面心立方（fcc）结构。     

聚乙烯醇/马来酸酐接枝聚丙烯共混物的热行为研究

采用熔融共混法制备了一种聚乙烯醇(PVA)/马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)共混物膜,通过差示扫描量热仪研究了共混物膜的结晶和熔融行为。结果表明,随着共混物中PP-g-MAH含量（不超过50 %）的增加,PVA相的结晶和熔融温度升高,结晶度增加,结晶速率增加,而随着PVA含量（超过30 %）的增加,PP-g-MAH的结晶及熔融温度降低,结晶度降低,结晶速率增加。用Ozawa法对共混物中PVA相的非等温结晶动力学研究表明,共混物中PVA相在191~197 ℃开始主期结晶,在173~189 ℃进入次期结晶阶段。     

2,2-二羟甲基丁醛的催化合成与表征

采用新制的正丁醛（NBAL）和多聚甲醛（PFA）在三乙胺（TEA）催化下制备了合成三羟甲基丙烷（TMP）的中间产物2,2-二羟甲基丁醛（DMB）.探讨了原料配比和反应时间对DMB收率的影响,以及催化剂与含水量对反应体系升温速率及DMB收率的影响.最佳工艺条件为：N₂保护下,n_NBAL∶n_PFA∶n_TEA为1∶3∶（0.05～0.1）,含水量为10％～15％（以总量计）,反应温度为50～80℃,反应时间为2h.通过IR、GC、GC-MS、¹HNMR对DMB的结构进行了表征;经过GC分析,NBAL在上述条件下可反应完全（＞99％）,DMB收率达88％以上.