高强度聚乙烯醇/氧化石墨烯复合水凝胶

采用冷冻-解冻方法制备了物理交联的聚乙烯醇/氧化石墨烯复合水凝胶。采用热失重、X射线衍射、差示扫描量热、扫描电镜、力学性能、溶胀性能及离子强度敏感性等分析对制备的复合水凝胶进行了表征,研究了氧化石墨烯(GO)含量、冷冻-解冻循环次数、聚乙烯醇(PVA)浓度对复合水凝胶性能的影响。研究结果表明,复合水凝胶呈现出三维多孔网络结构;随着GO含量的增加,水凝胶的热稳定性增强、熔融温度上升,拉伸强度和压缩强度也得到明显提高,说明GO在复合水凝胶中起到了物理交联剂的作用;复合水凝胶的平衡溶胀比随着GO含量的增加而增大,但当GO的质量分数超过0.4%时逐渐减小;增加冷冻-解冻循环次数或PVA浓度,水凝胶的拉伸强度和压缩强度增大,力学性能得到显著改善。     

聚乙烯醇/壳聚糖/氧化石墨烯复合水凝胶的制备及对Pb(Ⅱ)吸附性能研究

制备聚乙烯醇(PVA)/壳聚糖(CTS)/氧化石墨烯(GO)复合水凝胶球,通过红外光谱(IR)、扫描电子显微镜(SEM)对复合水凝胶进行了表征。研究了pH值、吸附时间及重金属离子初始浓度对吸附Pb(Ⅱ)(二价铅离子)容量的影响,结果表明在pH=5.5、30℃时,复合水凝胶对Pb(Ⅱ)的饱和吸附量达到198.00mg/g,吸附符合二级动力学模型,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,吸附为熵推动的自发吸热过程。与未加氧化石墨烯相比,复合水凝胶的最大吸附容量明显提高。对Pb(Ⅱ)吸附,可再生重复使用6次而吸附量基本保持不变。     

氧化石墨烯增强PVA-PAA复合水凝胶的制备及性能研究

水凝胶具有高含水、低摩擦、良好生物相容性等优良性能,被认为是最具潜力的软骨修复材料,但传统水凝胶因为力学强度低限制了其应用。本实验将氧化石墨烯(GO)作为增强剂,通过冷冻-解冻与退火法相结合制备了高强度的聚乙烯醇-聚丙烯酸-氧化石墨烯(PVA-PAA-GO)复合水凝胶。结果表明:PVA-PAA-GO复合水凝胶具有多孔网状结构和良好的力学强度,随着GO含量的增加,复合水凝胶的力学强度呈先上升后下降的趋势,GO含量为0.05%时,力学强度可达34 MPa,GO含量为0.05%、1%时,PVA-PAA-GO复合水凝胶的损耗因子小于0.1,与天然软骨的动态力学性能相似。     

pH敏感海藻酸钠/氧化石墨烯复合水凝胶球的制备及性能研究

采用物理共混的方法将氧化石墨烯(GO)均匀分散在海藻酸钠(SA)溶液中,通过Ca2+交联成功制备了SA及SA/GO凝胶球,采用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重(TG)等表征其结构与性能,研究了微球的溶胀性能与吸附性能。结果表明,微球在pH值=7.4的缓冲溶液中的溶胀比明显高于pH值=1.2的溶液,具有pH值敏感性;随GO含量增大,微球的溶胀比呈下降趋势,而吸附量明显增加,对亚甲基蓝(MB)的最大吸附量达153.8 mg/g,去除率可达96.78%,对亚甲基蓝的吸附过程符合Langmuir吸附等温模型。     

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。     

聚乙二醇改性纳米纤维素/聚乙烯醇复合水凝胶的制备及性能

通过酸碱处理和机械研磨结合的方法制备纳米纤维素(CNFs),并利用冻融循环法分别制备了聚乙烯醇(PVA)和纳米纤维素/聚乙烯醇(CNFs/PVA)复合水凝胶,以及聚乙二醇(PEG)改性PVA和CNFs/PVA复合水凝胶。考察不同配方下复合水凝胶的微观形貌变化,并对复合水凝胶的溶胀性能、压缩强度及热稳定性能进行研究。结果表明,CNFs与PEG对PVA水凝胶的微观形貌均有改善作用,加入PEG后形成的PEG/PVA凝胶产生明显的三维网络结构。当PEG与CNFs同时加入到PVA凝胶后形成的CNFs-PEG/PVA凝胶具有均匀的互穿孔洞结构,此时复合水凝胶的孔隙率最高((67.5±4.3)%),溶胀度最好(980%),且压缩强度较PVA水凝胶也有所提升。PEG对复合凝胶的热稳定性无影响,而加入CNFs后,CNFs-PEG/PVA复合凝胶的初始热分解温度从235℃上升至300℃,显著提高了PVA凝胶的热稳定性。     

石墨烯/氧化石墨烯基复合水凝胶的研究进展

纳米填料在改善传统聚合物水凝胶力学强度方面展现出显著的优点。石墨烯(GN)及其衍生物作为新型碳纳米材料,是目前制备纳米复合水凝胶的研究热点。重点介绍了GN及氧化石墨烯(GO)基复合水凝胶的制备方法,以及GN/GO对传统水凝胶力学性能、溶胀性能、导电性能及吸附性能改善方面的研究进展及应用,最后展望了其改性传统水凝胶的发展方向及潜在应用。     

聚对二氧环己酮/聚乙烯醇复合水凝胶的制备及性能

在聚乙烯醇(PVA)水凝胶的网络中引入完全生物降解的聚对二氧环己酮(PPDO),采用冻融法制备出生物降解周期可控的PPDO/PVA复合水凝胶。通过调整低分子量PPDO与高分子量PVA之间的比例,使PPDO柔性分子链与PVA分子链之间形成聚合物网络互穿结构,实现改善水凝胶力学性能和生物降解性能的目的。采用红外光谱、扫描电镜和万能试验机对水凝胶进行了结构表征和性能测试;并通过溶胀性能及失水性能测试、降解性能测试和抑菌性测试对水凝胶进行了研究。结果表明,PPDO/PVA复合水凝胶呈现出孔隙均匀的三维网络结构,拉伸强度和压缩强度与纯PVA水凝胶相比提高了1～3倍;在37℃的PBS缓冲溶液中降解,降解速率明显提升,35 d可以降解45%,且在伤口愈合的周期内保持优异的力学强度。平板细菌培养实验证明了复合水凝胶具有抑菌的特性。PPDO/PVA复合水凝胶在伤口敷料领域具有广泛的应用前景。     

纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇复合水凝胶的制备和性能研究

通过溶液法首次将纳米羟基磷灰石晶体与聚乙烯醇溶液复合,制备了一系列纳米羟基磷灰石／聚乙烯醇复合水凝胶材料．用TEM、IR、XRD、TG／DTG、DSC和燃烧实验对材料的结构和组成进行了表征,并对复合材料的热稳定性进行了研究。结果表明所制备的n-HA／PVA复合水凝胶材料组成均一,各相比例易于调控。是一种很有前景的生物医用复合材料。     

医用聚乙烯醇/海藻酸钠/氧化石墨烯水凝胶的制备及性能

采用冷冻-解冻方法制备了物理交联的医用聚乙烯醇/海藻酸钠/氧化石墨烯复合水凝胶,并采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、热失重等对复合水凝胶进行表征,研究了氧化石墨烯含量对复合水凝胶的结构及性能的影响。结果表明,复合水凝胶呈现三维多孔的网络结构;氧化石墨烯、海藻酸钠和聚乙烯醇之间存在强烈的氢键作用,随着氧化石墨烯含量的增加,复合水凝胶的力学性能增强,热稳定性和凝胶率也得到提高;氧化石墨烯与海藻酸钠具有协同作用促进细胞增殖,复合水凝胶具有优异的生物相容性。     

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...     

氧化石墨烯含量对复合水凝胶性能的影响

目的研究氧化石墨烯含量对氧化石墨烯/聚乙烯醇/聚丙烯酸复合水凝胶性能的影响。方法将氧化石墨烯作为物理交联剂,改变氧化石墨烯的相对含量,制备氧化石墨烯/聚乙烯醇/聚丙烯酸复合水凝胶,并分析其结构、热稳定性、力学、平衡溶胀比和弹性恢复能力。结果氧化石墨烯的含氧官能团与聚乙烯醇的-OH、聚丙烯酸的-COOH以氢键结合,增加氧化石墨烯相对含量可使复合水凝胶的热稳定性和力学性能得到増强,平衡溶胀比减小。结论在试验参数范围内,制得的氧化石墨烯/聚乙烯醇/聚丙烯酸复合水凝胶具有优异的热稳定性、力学性能和弹性恢复能力。     

木质纳米纤维素增强聚乙烯醇复合水凝胶的制备及性能研究

以自制含木质素纳米纤维素纤丝(LCNFs)为增强相,聚乙烯醇(PVA)为基体,通过一次冻融制备LCNFs/PVA复合水凝胶。研究LCNFs添加量对复合水凝胶微观结构及含水量、吸水溶胀率、抗压缩性能的影响,以及载药复合水凝胶的药物释放模型及抑菌效果。结果表明,复合水凝胶呈多孔网络结构;其含水量及溶胀率随LCNFs添加量的增加而降低,抗压缩性能LCNFs随添加量的增加而增加。载药水凝胶药物释放模型符合Korsmeyer-Peppas模型,药物释放率可达95%以上,且对测试细菌有良好的抑制作用,在伤口创面敷料等领域具有潜在的应用前景。     

壳聚糖/聚乙烯醇/CMK-8复合水凝胶的制备及其对双酚A的吸附性能研究

通过一锅合成法制备了CMK-8粉末,将其与适量的壳聚糖和聚乙烯醇复合制备了壳聚糖/聚乙烯醇/CMK-8复合水凝胶。对其进行扫描电镜(SEM)表征并考察了温度、pH、水凝胶量等因素对该复合水凝胶对双酚A的吸附影响。结果表明：该复合水凝胶表面光滑,内部具有紧密的网络结构,对双酚A具有较大的吸附量。在35.0℃、pH为8.0、水凝胶量为1.0g/L时,该复合水凝胶对双酚A的吸附量达到最大,最大吸附量可以达到75.7mg/g。该复合水凝胶的制作工艺较简单且对双酚A吸附量也很可观,为复合水凝胶在污染物吸附的应用提供了重要的参考价值。     

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。     

氧化石墨烯/聚丙烯酰胺/聚甲基丙烯酸复合水凝胶

以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,采用自由基引发聚合,使丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酸(MAA)在氧化石墨烯(GO)水溶液中进行共聚,制备了GO/PAM/PMAA复合水凝胶。研究了GO、MAA和BIS含量对复合水凝胶性能的影响。结果表明,GO/PAM/PMAA复合水凝胶具有三维网络结构,表现出pH敏感性,具有较好的药物缓释性能;热稳定性、力学性能随GO、BIS含量的增加而增强;平衡溶胀比随GO、BIS含量的增加而降低,随MAA含量的增加先增大,后减小,当n(AM)∶n(MAA)=10∶1时达到最大值。     

MWCNTs增强聚乙二醇-聚乙烯醇复合水凝胶的制备及性能

利用冻融循环法制备了羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs)/聚乙二醇(PEG)-聚乙烯醇(PVA)复合水凝胶。考察了不同质量配比下MWCNTs/PEG-PVA复合水凝胶的微观形貌变化,并研究了复合凝胶的溶胀性能、拉伸强度、热稳定及导电性能。结果表明,加入MWCNTs后MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶仍具有多孔的三维网状结构但孔径尺寸变小。当MWCNTs与PVA的质量比大于1.0∶100时,MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的孔洞均匀性降低。随着MWCNTs量的增加,MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的溶胀度及拉伸强度均先升高后降低。当MWCNTs与PVA的质量比为1.0∶100时,MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的溶胀度达到最大(1450%),孔隙率最高(75.8%),拉伸强度及断裂伸长率达到最大值,分别为0.97 MPa和384.0%。MWCNTs的加入提高了MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的热稳定性,MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的初始热分解温度从235℃上升至260℃;随着MWCNTs量的增加,MWCNTs/PEG-PVA复合凝胶的电导率从1.10×10-6 S/cm升高至6.96×10-4 S/cm。     

壳聚糖-聚乙烯醇复合水凝胶的制备及其溶胀性能研究

以壳聚糖(CS)与聚乙烯醇(PVA)为原料,戊二醛为交联剂,采用化学交联聚合法合成了PVA-CS复合水凝胶,通过红外光谱对产物化学结构进行分析,重点讨论了温度、反应时间、原料质量配比、交联剂浓度和溶液酸碱度对产物溶胀性能的影响。研究表明,当反应时间60min、温度50℃、原料配比3∶1、交联剂浓度0.216mol/L时,所制备水凝胶溶胀性能最好。     

各向异性壳聚糖/氧化石墨烯气凝胶的制备及吸附性能研究

通过定向冷冻干燥法制备了具有各向异性孔结构的壳聚糖(CS)/氧化石墨烯(GO)复合气凝胶(M.3CSG),以化学气相沉积工艺对其进行了硅烷化疏水改性,采用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、力学性能测试、吸附性能测试等手段对材料进行了表征测试。结果表明：M-CSG气凝胶具有各向异性的取向微孔结构,GO的加入提高了M-CSG气凝胶的力学强度。M-CSG气凝胶对多种油和有机溶剂均具有良好的吸附能力,对氯仿的最大吸附量可达62g/g,并在10次循环吸附-解吸后仍保持优异的吸附性能。M-CSG气凝胶作为一种可重复使用的绿色吸附材料在油品回收和环境保护方面具有很大的应用潜力。