阳离子型纳米胶束凝胶的制备及其对染料的吸附

以纳米胶束为大分子交联点,丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEA)为功能性单体,丙烯酰胺(AAm)为共聚单体,过硫酸钾为引发剂,制备高性能水凝胶材料,并研究其对染料甲基橙的吸附。测试了凝胶的溶胀、力学性能以及染料甲基橙吸附性能。结果表明,随着DMAEA含量的增加,凝胶的溶胀率增加,具有较高的力学性能;在压缩试验中,将凝胶压缩至98%仍不会发生断裂;凝胶对染料甲基橙的吸附量最高可达到324 mg/g。     

基于pH调节的CMCS-PMMS/PAAm复合水凝胶的构筑与性能研究

以聚甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸/二氧化硅(Poly(MMA/MAA)/SiO2,PMMS)、羧甲基壳聚糖(CMCS)、丙烯酰胺(AAm)为原料,EDC/NHS为催化剂,通过调节体系pH值和自由基聚合反应制备了系列CMCS-PMMS/PAAm复合水凝胶,并对其流变性能、力学性能、溶胀性能、导电性能及生物相容性进行研究.结...     

木薯淀粉水凝胶的制备及表征

采用木薯淀粉接枝丙烯酰胺,以淀粉为骨架,接枝上丙烯酰胺支链,以期形成具有敏感性的空间网状大分子结构水凝胶。以木薯淀粉为原料,丙烯酰胺为单体,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵为引发剂,制备具有高溶胀性能的木薯淀粉基水凝胶,研究了水凝胶对温度pH的敏感特性。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X-射线衍射仪(XRD)等现代分析测试手段对其进行表征。实验结果表明:当木薯淀粉用量为1 g,丙烯酰胺用量为5 g,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为0.06 g,过硫酸铵0.03 g时,制得的木薯淀粉水凝胶吸水倍率较高。表征结果证明已成功制备木薯淀粉水凝胶。水凝胶溶胀平衡比会随着温度以及pH的改变而改变,溶胀比在35 ℃时达到最大,在pH为12.24碱性条件下溶胀性达到最高,表明制备的水凝胶具有温度与pH双敏感性。该水凝胶良好的溶胀性能可以使其用于重金属离子吸附、生物医药等领域,应用价值较高。     

基于离子液体协同法的双交联结构细菌纤维素/聚丙烯酰胺凝胶聚合物电解质构建

为实现凝胶电解质性能间的平衡,以氧化细菌纤维素为基体,分别采用3种阴离子类咪唑型离子液体与其实现离子交联,同时将丙烯酰胺在交联体中进行原位自由基聚合,制备细菌纤维素/聚丙烯酰胺双交联结构的凝胶聚合物电解质。其中阴离子类咪唑型离子液体分别是1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(EMIMBF₄)、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(EMIMPF₆)和1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐(EMIMTFSI),在构筑双交联结构凝胶聚合物电解质中起到了关键的协同作用。结果表明：在以EMIMBF₄为协同剂时,制备的凝胶聚合物电解质具有最优的力学性能和离子电导率;断裂伸长率为38.36%,拉伸强度为175.25 kPa,离子电导率达到20.16 mS/cm。     

聚丙烯酰胺/普鲁兰多糖半互穿网络水凝胶制备和性能研究

采用水溶液聚合法制备不同比例的聚丙烯酰胺/普鲁兰多糖半互穿网络水凝胶,研究水凝胶在去离子水、生理盐水中的溶胀行为和其机械性能。结果表明:随着普鲁兰多糖用量的增加,聚丙烯酰胺/普鲁兰多糖水凝胶在去离子水和生理盐水中的溶胀均呈现先增加后降低的趋势。当水凝胶中丙烯酰胺/普鲁兰多糖为10∶4时,去离子水中的溶胀倍率达到最高(16.7 g/g);当水凝胶中丙烯酰胺/普鲁兰多糖为10∶3时,生理盐水中的溶胀倍率达到最高(15.5 g/g)。丙烯酰胺/普鲁兰多糖水凝胶的最大压缩载荷随着普鲁兰多糖含量的增加而呈现先增大再降低,然后再升高的趋势。当丙烯酰胺/普鲁兰多糖达到10:4时,水凝胶的最大压缩载荷达到最大(1099 N)。     

木薯淀粉水凝胶的微波合成表征及性能测试

以木薯淀粉为原料,丙烯酰胺为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,采用微波辐射技术辅助制备木薯淀粉基水凝胶。探究单体、交联剂、引发剂用量等因素对水凝胶溶胀性能的影响。当淀粉与丙烯酰胺用量比为1∶3,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为0.02 g,过硫酸钾0.05 g时,微波400 W,60 s制得的木薯淀粉水凝胶达最高吸水倍率。通过傅里叶红外光谱仪(fourier transform infrared spectrometer,FTIR)、场发射扫描电子显微镜(field emission scanning electronic microscope,FESEM)等分析测试手段对其进行表征,结果表明已成功制备木薯淀粉基水凝胶。该水凝胶溶胀平衡比在35℃时达到最大,且在室温条件下保水性良好。该研究为淀粉水凝胶的制备应用提供了实验依据,提高了木薯淀粉的附加值。     

PVA/BC/LiCl复合水凝胶的制备及性能

为了探讨聚乙烯醇(PVA)/细菌纤维素(BC)/氯化锂(LiCl)复合水凝胶的制备及性能，以PVA作为水凝胶基质材料，BC作为增强材料，LiCl为导电物质，甘油-水混合物为溶剂，采用溶胶-凝胶法制备了PVA/BC/LiCl复合水凝胶材料，并对水凝胶材料的形貌结构、力学性能和电导率进行测试。结果表明：加入BC可以有效提高水凝胶的力学性能，加入LiCl可以明显提高水凝胶的电导率；PVA/BC/LiCl复合水凝胶具有良好的导电性能和力学性能。     

基于AlCl3/ZnCl2水体系高效构建纤维素/聚丙烯酰胺双网络水凝胶及其性能研究

近年来,具有优异机械性能、抗冻性能的离子导电水凝胶在人工智能、生物医药、柔性传感等领域受到了极大关注。本课题选取AlCl₃/ZnCl₂水体系作为纤维素原料的温和溶剂溶解纤维素,利用溶剂体系固有的金属离子引发丙烯酰胺单体的聚合反应,使聚丙烯酰胺网络与纤维素网络紧密搭接,制备得到纤维素基聚丙烯酰胺双网络水凝胶。通过控制丙烯酰胺与纤维素的交联比例实现对水凝胶机械性能和电化学性能等调控。研究结果表明,AlCl₃/ZnCl₂水体系中的金属离子赋予了水凝胶良好的抗冻性能（可在-45 ℃环境下正常工作）和导电性能（电导率可达2.04 S/m）,聚丙烯酰胺第二层聚合网络的巧妙搭建有效提高了水凝胶的机械属性,在60%的应变条件下,10次压缩循环测试中表现出良好的弹性性能。此外,制备的水凝胶与不同介质界面均存在较强的黏附作用。     

改性壳聚糖基水凝胶的制备及性能北大核心

为了解决目前导电水凝胶很难同时兼具黏附性和抗冻性的问题,通过席夫碱的波士顿还原合成邻苯二酚改性的壳聚糖(CCS),在甘油/水的二元溶剂中,以CCS和聚丙烯酰胺(PAM)为原料制备了具有黏附性和抗冻性能的离子导电水凝胶。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振碳谱(13C NMR)表征CCS的化学结构,证实邻苯二酚基团成功地接枝到壳聚糖链上;通过拉曼光谱(Raman)表征水凝胶的结构;通过拉伸黏附测试、差示扫描量热(DSC)以及心电信号检测等对水凝胶的黏附性能、抗冻性能和传感性能进行分析。发现该水凝胶具有良好的黏附性能(40.4 kPa)和抗冻性能(-20℃放置12 h),在-20℃时仍然可以作为黏附性生物电极检测人体的心电信号。     

原位聚合制备半纤维素基聚吡咯导电水凝胶

以半纤维素水凝胶为基材,化学氧化法原位引发吡咯聚合,制备具有导电性能的半纤维素/聚吡咯复合水凝胶,对其化学结构和微观形貌进行表征,并分析其流变学性能和导电性能。结果表明,半纤维素水凝胶与聚吡咯成功复合,得到的导电水凝胶具有稳定的大孔结构,吸水能力强,平衡溶胀度为420%;弹性较高,表现出典型的固体本质属性和一定的假塑性流体性质;具有良好的电学性能,直流电导率达5.6×10~(-3) S/cm,其交流阻抗具有明显的频率依赖性。     

温度与pH敏感P(NIPAM-co-MAA)水凝胶的制备及性能研究

室温条件下,以安息香双甲醚作为光引发剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,在乙醇溶液中,采用紫外光照聚合的方法,合成了透明均质的聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-甲基丙烯酸)共聚物水凝胶。用红外光谱和扫描电镜分析了水凝胶的结构,通过测定水凝胶的溶胀率和退涨率考察了单体、引发剂及交联剂用量对其性能的影响。通过p H敏感性测定,发现该共聚凝胶为阴离子型p H敏感水凝胶。在弱碱性溶液中有最高的溶胀率。     

壳聚糖水凝胶的合成及其动态性能研究

以壳聚糖为原料,甲醛作交联剂,在醋酸溶液中合成壳聚糖水凝胶。通过试验优化制备壳聚糖水凝胶的工艺条件,试验结果表明：当壳聚糖量为1g,甲醛体积为0．2mL,凝胶化温度为50℃时。制备得到的水凝胶质量优良。通过水凝胶溶胀行为、水凝胶消溶胀动力学、水凝胶pH脉冲响应以及凝胶形成过程动态监测,结果表明水凝胶具有溶胀度大,在不同pH环境下重复性强,受离子强度影响大等特点,并通过荧光性能的测定为水凝胶的动态微相变机理研究提供试验支持。     

衣康酸酐改性胶原制备光固化水凝胶

用衣康酸酐改性胶原,再通过紫外光照射制备光固化水凝胶,并研究了取代度对该光固化凝胶性能的影响,在此基础上确定了衣康酸酐最佳取代度。结果显示,随着衣康酸基团取代度增加,成胶时间延长,凝胶的孔径变小,而凝胶的流变性和溶胀性先增加后减小,此外,凝胶的抑菌性与取代度呈正相关。衣康酸酐的最佳取代度为70.4%,此时凝胶固化所需时间为150 s,同时凝胶储能模量和损耗模量最高,分别为358.07 Pa和45.93 Pa,溶胀率高达37.65,且具有一定的抑菌性。研究制备的光固化水凝胶有较高的溶胀性和机械强度还具备一定的抗菌性,可用于开发伤口敷料。     

麦秆水凝胶的制备及其对Cu(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)的吸附

以麦秆为原料,通过自由基接枝共聚反应制备对Cu(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)具有高效吸附性能的麦秆水凝胶。实验中先将麦秆粉碎成粉,用氢氧化钠溶液超声纯化,然后以过硫酸铵为引发剂,以丙烯酸和丙烯酰胺为单体,以N,N-亚甲基双丙烯酰为交联剂,得到麦秆水凝胶。通过傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、热重分析仪（TGA）等对水凝胶进行表征,并研究其对Cu(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)等重金属离子的吸附性能。结果表明,通过FT-IR和SEM分析显示麦秆水凝胶成功制备;麦秆水凝胶对Cu(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)具有良好的吸附性能,吸附过程符合准二级动力学模型,在Cu(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)离子浓度分别为500 mg/L和400 mg/L,振荡吸附6 h后吸附量分别达到238.1 mg/g和176.9 mg/g。     

聚丙烯酰胺凝胶的光反应合成及性能研究

以丙烯酰胺为单体,分别以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸胺为交联剂、引发剂,利用紫外光引发,分别在聚合物基底(PET,PS薄膜)及硅片上制备了聚丙烯酰胺(PAAm)凝胶.研究表明,凝胶的成胶时间、表面形貌、稳定性、溶胀率等对基底的依赖性很强:在亲水性基底上凝胶成胶时间较疏水性基底短;溶胀率不仅与UV光照时间、交联剂的含量等因素有关,而且还与基底的性质有关,在亲水性基底上形成的凝胶平衡溶胀率小于在疏水性基底上制备的凝胶.     

聚丙烯酰胺复合TEMPO氧化纳米纤维素的黏性水凝胶

本研究将TEMPO氧化纳米纤维素（TONC）加入丙烯酰胺（AM）单体中,通过自由基聚合制备了具有高强胶黏性能的聚丙烯酰胺（TONC/PAM）复合水凝胶。采用傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱表征了TONC/PAM复合水凝胶的结构,探讨了TONC/PAM复合水凝胶的形貌、流变和溶胀行为,研究了不同TONC含量的TONC/PAM复合水凝胶对不同基材的拉伸剪切强度。结果表明,随着TONC含量增加,复合水凝胶孔径和溶胀率逐渐变大。当TONC含量为0.4%时,复合水凝胶孔径为（600±50） μm,溶胀率达1700%。当固化时间为48 h时,不含TONC的水凝胶在木材上的最大拉伸剪切强度为5.0 MPa;而TONC含量为0.2%的复合水凝胶的最大拉伸剪切强度可达8.0 MPa。该复合黏性水凝胶在木材和建筑中具有很大的应用潜力。     

聚丙烯酸钠-纤维素多糖类互穿网络水凝胶的制备及溶胀特性研究

利用互穿网络(IPN)技术制备了以甘油和N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂的聚丙烯酸钠/纤维素互穿网络水凝胶.研究了该IPN凝胶在不同温度、pH值和不同离子下的溶胀变化行为以及它在模拟胃液和肠液环境中的溶胀动力学性质.结果表明:该IPN凝胶的平衡溶胀率随温度的升高而降低,在中性和碱性的环境下,温度于35～42℃时该凝胶具有溶胀突变特性,但在酸性环境下无此特性.于25℃和37℃的条件下,分别考察pH对该凝胶溶胀率的影响,表明在25℃和37℃时该凝胶都有良好的pH敏感性.在人工胃液和人工肠液环境中,考察了该凝胶的溶胀动力特性,发现该凝胶在人工胃液环境中溶胀率小,溶胀缓慢;而在人工肠液中溶胀率高,且溶胀速儋率快.通过调整配方,该IPN凝胶有望成为一种潜在的靶向肠道功能成分释放载体.     

金属盐离子对纤维素离子凝胶性能的影响研究

本研究利用竹纤维素构建导电凝胶的网络骨架,通过添加离子液体形成复合竹纤维素离子凝胶(CCIGel),并引入金属盐离子强化纤维素离子凝胶的性能。结果表明,ZnCl₂、CaCl2和FeCl3可激发纤维素-离子液体凝胶的成形,且CCIGel-Zn和CCIGel-Ca的机械性能均优于CCIGel-None;添加AlCl3的体系无法形成凝胶。其中质量分数15%的ZnCl₂制备的CCIGel-Zn性能最为优异,其拉伸强度、韧性和离子电导率分别高达1.344 MPa、29.85 MJ/m3和47.1 mS/cm,透光率为86.9%。     

两种海藻酸钠基凝胶的溶胀和质构性能

壳聚糖、果胶和海藻酸钠是天然多糖,具有良好的生物相容性和生物可降解性等优点。以CaCl_2为交联剂制备壳聚糖-海藻酸钠水凝胶和果胶-海藻酸钠水凝胶,研究Ca Cl2浓度、多糖质量比(壳聚糖与海藻酸钠、果胶与海藻酸钠)和交联温度对水凝胶在模拟人体胃肠道环境(pH 1.2胃、pH 6.8小肠、pH 7.4结肠缓冲溶液)中溶胀性能的影响。当壳聚糖或果胶和海藻酸钠质量比为1.25∶1、CaCl_2浓度为0.09 mol/L、温度为60℃时,制备的水凝胶在pH 1.2溶液中溶胀率最小,在pH 6.8和pH 7.4溶液中溶胀率较大;结果表明所制备水凝胶具有pH值敏感性。此外,在优化条件下水凝胶具有较好的质构性能。     

壳聚糖／果胶水凝胶的制备及其在药物控制释放中的应用

以戊二醛（GA）为交联剂制备了一系列壳聚糖／果胶（CS-PT）pH值敏感水凝胶。研究了合成条件对CS-PT水凝胶溶胀性能的影响。试验结果表明,交联剂含量、pH值、离子强度对水凝胶溶胀率的影响较大,且在酸性条件下的水凝胶的溶胀率远大于碱性条件下的溶胀率,包埋在此水凝胶中的牛血清蛋白（BSA）释放随载药介质的pH值的变化而显著不同,pH值1．0条件下载药的水凝胶释药率大于pH值7．4和9．18条件下的释药率。