壳聚糖接枝丙烯酰胺/二甲基二烯丙基氯化铵水凝胶的辐射合成及溶胀性能

采用γ射线辐照法,以壳聚糖(CTS),丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDACC)为原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,制备了壳聚糖-丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化铵(CTS-AM-DMDAAC)水凝胶。研究了吸收剂量、单体配比、交联剂用量等因素对水凝胶溶胀性能的影响,并考察了水凝胶的环境响应性。结果表明,制备水凝胶的适宜条件为吸收剂量为4kGy,总单体AM和DMDAAC中AM与DMDAAC质量比为2.33∶1,总单体与CTS质量比2.67∶1、MBA用量为总单体质量的2.5%,在此条件下,制得的水凝胶溶胀度最高;CTS-AM-DMDAAC水凝胶对pH值和离子强度具有良好的敏感性。     

三元共聚物温敏性微凝胶的制备及性能研究

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-叔丁基丙烯酰胺(NT-BA)为共聚单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,通过无皂乳液聚合的方法制备了一系列三元共聚物温敏性微凝胶。测定结果表明,所得微凝胶具有规则的球形结构且粒径分布均一,引入疏水性单体NTBA能有效调节共聚物微凝胶的低临界溶解温度(LCST),并对其药物负载与释放进行了初步探索。     

前端聚合法制备聚(N-乙烯基己内酰胺-co-N,N-二甲基丙烯酰胺)智能水凝胶

本工作采用前端聚合法制备聚(N-乙烯基己内酰胺-co-N,N-二甲基丙烯酰胺)智能水凝胶,针对两种单体,即N-乙烯基己内酰胺( N-VCL)和N, N-二甲基丙烯酰胺(DMAA),研究了单体物质的量比、交联剂和引发剂用量对前端聚合参数以及共聚水凝胶性能的影响,并用阿司匹林作为模型药物,评价了共聚物水凝胶对阿司匹林的负载和缓释效果.实验表明,共聚产物具有温度敏感性,相转变温度在25～40 ℃之间,单体N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)加入之后,凝胶对温度刺激的敏感性响应更为明显.随单体DMAA含量的增加,波温、波速也升高,温室溶胀率增加.当n(N-VCL) ∶ n(DMAA)=5 ∶5时,水凝胶的温敏性最好;随交联剂用量的增大,共聚凝胶室温溶胀能力、温敏性均有所降低;随引发剂用量的增加,相变温度升高.随单体DMAA比例增加,在25 ℃和37 ℃两种温度下凝胶载药量均增加,但就释药效果而言,在37 ℃下凝胶释药效率更高,总释药率也更高.     

PNIPAAm/WPU半互穿网络温敏水凝胶的合成与热性能表征

采用过硫酸铵(APS)和亚硫酸氢钠(SBS)作为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)作为交联剂,在水性聚氨酯(WPU)水溶液中引发N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)单体聚合,获得聚N-异丙基丙烯酰胺/水性聚氨酯半互穿网络(Semi IPNPNIPAAm/WPU)温敏水凝胶。采用红外光谱法(FT-IR)进行结构分析;采用差示扫描量热法(DSC)、热重法(TG)进行热性能分析。结果表明,成功合成了PNIPAAm/WPU半互穿网络水凝胶,该半互穿网络水凝胶的具有温敏特性与良好的热稳定性,其低临界转变温度(LCST)约为31℃,比PNIPAAm的LCST低3℃。PNIPAAm/WPU半互穿网络水凝胶结合了PNIPAAm和WPU各自的优势,因而在纺织、生物、医学、等领域有较大的应用前景。     

pH敏感P(MAA-co-AM)水凝胶的制备及溶胀行为研究

以甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酰胺(AM)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺作交联剂(BIS),过硫酸铵为引发剂(APS),用溶液聚合的方法合成水凝胶P(MAA-co-AM),研究了单体配比及干燥方式对水凝胶表面形貌以及对水、不同pH溶液及盐溶液的溶胀行为的影响。结果表明,P(MAA-co-AM)16凝胶(MAA/AM摩尔比为16∶100)冻干处理后具有均匀的大孔;与PAM和PMAA凝胶相比,P(MAA-co-AM)16凝胶的吸水溶胀速率快(1h溶胀平衡)、平衡溶胀比大(ESR=250)、pH体积响应变化大(pH为4.01、6.86、9.18时的ESR分别为20、60、141),吸盐率比PMAA有所提高。     

P(NIPA-co-AM)超大孔水凝胶的制备及其性能

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)、丙烯酰胺(AM)为单体,过硫酸铵为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用泡沫分散聚合法制备N-异丙基丙烯酰胺与丙烯酰胺共聚物[P(NIPA-co-AM)]超大孔水凝胶,研究了丙烯酰胺、引发剂、交联剂、盐酸、碳酸氢钠用量对水凝胶溶胀、退溶胀性能的影响,通过DSC、SEM、FTI...     

高强度/多功能氧化石墨烯纳米复合智能水凝胶的制备

以甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)和丙烯酸(AA)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸铵(APS)和亚硫酸氢钠(NaHSO3)为引发剂,在氧化石墨烯(GO)水分散液中合成了高强度GO纳米复合智能水凝胶。研究了GO和交联剂MBA含量对高强度GO纳米复合智能水凝胶力学性能、热稳定性的影响。研究表明,GO纳米复合智能水凝胶的热稳定性、力学性能,随GO或MBA含量的增加其强度增加;当pH6或pH8时,GO纳米复合智能水凝胶具有pH敏感性;GO纳米复合智能水凝胶的低临界溶解温度(LCST)约为30℃;当NaCl浓度小于0.4mol/L时GO纳米复合智能水凝胶具有明显的离子强度敏感性。     

不同种类水凝胶对结晶紫染料的吸附性能研究

分别以丙烯酰胺(AM)和异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为单体,以亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为化学交联剂和无机纳米黏土硅酸镁锂(LMSH)为物理交联剂,在水溶液中采用自由基聚合制备得到4种类型水凝胶.结果表明:相比于MBA,LMSH交联的polyAM和polyNIPAM水凝胶溶胀度高,孔洞数量多,结晶紫吸附量增加5～8倍....     

PEG/木薯淀粉接枝丙烯酰胺丙烯酸三元共聚物溶胀性能研究

以木薯淀粉(CSt)和丙烯酰胺(Am)、丙烯酸(AA)为主要原料,硝酸铈铵与过硫酸铵为复合引发剂(CAN--S2O28-),N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,聚乙二醇6000(PEG 6000)为成孔剂,采用水溶液聚合法制备了淀粉接枝聚丙烯酰胺丙烯酸复合PEG(PEG/CSt-g-PAAm)水凝胶材料.研究了PEG对水凝胶溶胀行为的影响,以及PEG/CSt-g-PAAm与CSt-g-PAAm两种凝胶在不同温度下的溶胀行为.实验结果表明,PEG6000的加入对凝胶材料的重复使用性能有显著改善作用,并可显著增加凝胶的溶胀速率及溶胀能力,温度可以影响PEG/CSt-g-PAAm凝胶的溶胀速率.     

自由基聚合法制备聚乙二醇双丙烯酸酯水凝胶

以过二硫酸胺(APS)/四甲基乙二胺(TMEDA)氧化-还原体系为引发体系,通过活性自由基溶液聚合法制备了交联网状聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)共聚物水凝胶支架,探讨了APS/TMEDA的引发聚合机理。研究结果表明,单体分子量越大,凝胶化时间越短,凝胶化时间随着PEGDA单体浓度的增大、温度的升高和加速剂用量的增大而减小。研究了不同单体浓度对水凝胶溶胀度及力学性能的影响,结果表明,单体溶液浓度越大,水凝胶的平衡溶胀率越小、压缩模量越强。     

聚丙烯酰胺/丙烯酸钾互穿网络多孔水凝胶的制备和性能

以丙烯酸、丙烯酰胺为单体,过硫酸钾为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,利用水溶液聚合法和乙醇致孔法制备了聚丙烯酰胺/丙烯酸钾互穿网络多孔水凝胶.采用红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)等分析技术对水凝胶进行了表征,研究了水凝胶的溶胀行为和吸0.9％NaCl(质量分数,下同)盐水的能力.实验结果表明,该多孔水凝胶具有较快的吸水速率,其最高吸水倍率可达3600g/g,吸0.9％NaCl盐水倍率最大可达120g/g,凝胶粉末能在8min内达到溶胀平衡.     

温度敏感性P(NtBA-co-AAm)聚合物和水凝胶的合成及表征

以N-叔丁基丙烯酰胺(Nt BA)和丙烯酰胺(AAm)为反应单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,在50℃时通过自由基聚合反应合成了具有温度敏感性的聚(N-叔丁基聚丙烯酰胺-co-丙烯酰胺)(P(Nt BA-co-AAm))线型聚合物及水凝胶。为提高凝胶的溶胀性能,以硅胶微粒和聚乙二醇400(PEG400)为造孔剂,合成了一系列大孔P(Nt BA-co-AAm)水凝胶。用差热分析仪分析了P(Nt BA-co-AAm)共聚物的热力学性能,通过红外光谱、扫描电镜表征了P(Nt BA-co-AAm)凝胶的结构。研究了进料中单体配比和交联剂用量对水凝胶溶胀性能的影响以及不同温度下水凝胶的溶胀动力学。结果表明,进料中Nt BA与AAm的摩尔比越高,共聚物及水凝胶的相转变温度越低;增加交联剂的用量,水凝胶的溶胀率降低;大孔凝胶的溶胀率和去溶胀率较传统凝胶有较大提高,同时对外界温度变化的响应更迅速。     

基于DMAEMA的可聚合离子液体及其与HEMA交联共聚物凝胶的研究

以丙酮为溶剂,分别采用丙酸(AS)、磷酸(H3PO4)以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)中和甲基丙烯酸-N,N-二甲基胺基乙酯(DMAEMA),然后减压蒸馏去除溶剂,合成了3种可聚合离子液体DMAEMA-AS/H3PO4/AMPS,采用差示扫描量热(DSC)表征其玻璃化温度(Tg)。以过硫酸铵(APS)为引发剂,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)为交联剂,甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(HEMA)分别与3种可聚合离子液体在水溶液中交联共聚,合成了Poly(HEMA-co-DMAEMA-AS/H3PO4/AMPS)凝胶,采用重量法研究了3种凝胶的溶胀行为。结果表明,DMAEMA-AS/H3PO4/AMPS的玻璃化温度分别为-61.9℃、76.2℃、-45.8℃,Poly(HEMA-co-DMAEMA-AS)和Poly(HEMA-co-DMAEMA-H3PO4)凝胶可在水及多种有机溶剂中溶胀,而Poly(HEMA-co-DMAEMA-AMPS)凝胶在任何溶剂中均不溶胀,并初步探讨了产生这种现象的原因。     

聚丙烯酸/壳聚糖复合多孔冷冻凝胶制备及其对亚甲基蓝吸附研究

以壳聚糖(CS)为基底,丙烯酰胺(AAm)为单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸铵(APS)和四甲基乙二胺(TMEDA)为引发体系,在-18℃条件下,通过冷冻聚合方法制备半-IPN-PAAm/CS复合多孔冷冻凝胶,用环氧氯丙烷交联壳聚糖得到IPN-PAAm/CS复合多孔冷冻凝胶。扫描电镜表明制备的孔为相互贯穿的连通孔,孔径大小为25±7μm。IPN-PAAm/CS-3、IPN-PAAm/CS-2和IPN-PAAm/CS-1平衡溶胀比分别为31.4、27.4和22.4g/g。IPN-PAAm/CS-3复合多孔冷冻凝胶对亚甲基蓝平衡吸附容量为712.80mg/g。分别采用拟一级、拟二级和粒内扩散模型拟合实验数据,结果表明:拟二级和拟一级符合该实验体系,多孔冷冻凝胶对亚甲基蓝的吸附以化学吸附为主,同时伴随静电吸附。     

聚（AA-co-AM）／壳聚糖IPN超大孔水凝胶的制备及性能

以丙烯酸、丙烯酰胺为基体,壳聚糖为添加物,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、戊二醛为复合交联剂,利用水溶液聚合法和发泡技术制备了聚(丙烯酸-丙烯酰胺)/壳聚糖互穿网络超大孔水凝胶。采用差示扫描量热法(DSC)、红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等分析技术进行了表征,研究了水凝胶的溶胀行为和凝胶压缩强度。实验结果表明,该互穿网络超大孔水凝胶具有较快的溶胀速率和较好的凝胶强度。     

PAM/CMC/煤复合水凝胶的制备与溶胀性能研究

在室温下以过硫酸铵(APS)为引发剂、四甲基乙二胺(TEMED)为催化剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,利用自由基聚合反应制备了聚丙烯酰胺/羧甲基纤维素钠/煤(PAM/CMC/Coal)复合水凝胶。通过傅里叶红外光谱(FTIR)对煤和复合凝胶的化学结构进行了表征,利用扫描电子显微镜(SEM)研究了复合凝胶的孔结构。通过重量法考察了煤含量对凝胶的溶胀性能,包括平衡溶胀、溶胀速度以及水分子在凝胶中的扩散系数的影响。研究发现,随着煤含量的增加,凝胶的平衡溶胀比下降。通过一级和二级方程对凝胶的溶胀动力学进行了拟合,凝胶的扩散指数n都大于0.5,说明水分子在凝胶里的扩散均符合non-Fickian扩散机理。在煤含量小于2.5%时,随着煤含量的升高,凝胶的溶胀速度亦升高;在煤含量大于2.5%时,随着煤含量的升高,凝胶的溶胀速度下降。     

Poly(DMAM-co-AA)水凝胶的合成

以N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)与丙烯酸(AA)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,过硫酸铵为引发剂,采用水溶液聚合法合成了DMAM和AA的共聚物水凝胶。实验证明,加热温度、引发剂用量和反应体系中单体总浓度对聚合产物的吸水能力没有明显影响,但随着对反应溶液的加热温度升高、引发剂用量增大、单体总质量分数增大,聚合反应能够达到的最高温度就越高,达到最高温度的时间缩短。DMAM和AA的物质的量比偏离1越远,水凝胶的吸水能力越强。交联剂的质量分数为0.5%时,水凝胶的吸水能力最大。     

AMPS/NIPAAm/DMAEMA三元共聚物水凝胶的电场刺激弯曲行为研究

以异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)为单体,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵和亚硫酸氢钠为氧化还原引发剂,采用自由基聚合法制备了一系列电场敏感性水凝胶,研究了水凝胶在不同含量NaCl溶液、不同电压、不同电极间距的最大偏转角度和可逆偏转行为.结果表明,在非接触电场下,当NaCl溶液质量分数为0.1%时该系列水凝胶均向负极弯曲,而当NaCl溶液质量分数为0.2%以上时均弯向正极.随着电压的增大和电极间距的减小,水凝胶的最大偏转角也增大;AMPS单体越多,最大偏转角越大;该水凝胶在电刺激下具有良好的可逆性,使其能够用于开发智能材料.     

纤维素基导电水凝胶的合成及其结构性能表征

以离子液体(氯化-1-丁基-三甲基咪唑,BMIMCl)溶解微晶纤维素(MCC),以N,N-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂形成的纤维素水凝胶为基体,同时吡咯(Py)作为导电聚合物单体,制备了纤维素基导电水凝胶。对MCC/PPy复合导电水凝胶的化学结构和表面形貌进行了表征,研究了该导电水凝胶的导电性、溶胀性能和热稳定性。结果表明,PPy与MCC水凝胶形成了具有半互穿网络结构的导电水凝胶,该水凝胶表面呈蜂窝状;其电导率数量级可达10-4~10-3,且对甲苯磺酸钠掺杂可大幅提高其电导率;随着MCC浓度的增加,纤维素水凝胶的平衡溶胀率呈下降趋势,所得导电水凝胶的溶胀率比纯纤维素水凝胶的溶胀率略有下降,但仍能维持500%的水平;此外,该导电水凝胶的热稳定性较纯MCC水凝胶有所下降。     

玉米芯半纤维素基水凝胶对Pb2+吸附性能和机理

以玉米芯半纤维素(木聚糖)为原料，以丙烯酸(AA)、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)为功能单体，N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂，在光引发剂安息香二甲醚(DMPA)紫外引发下，通过接枝聚合，制备水凝胶吸附剂，利用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)分析水凝胶吸附金属离子前后的结构，并研究pH、吸附剂用量、温度、金属离子初始浓度、吸附时间对Pb²⁺吸附性能的影响。结果表明：吸附平衡时间约为300min,对Pb²⁺的最大吸附容量为1095mg/g。水凝胶对金属离子的吸附为离子交换机制，吸附行为符合动力学准二级模型和Langmuir方程，半纤维素基水凝胶对重金属废水具有显著的吸附效果，可以作为重金属废水处理用的生物质吸附剂。