磺化β-环糊精水凝胶的电刺激响应行为

将β-环糊精用环氧氯丙烷交联制成水凝胶,然后用浓硫酸改性引入-SO3H基团,制备了一种电响应性β-环糊精水凝胶,研究了该凝胶的溶胀性能和电刺激响应行为。结果表明,该凝胶在Na2SO4溶液中其平衡溶胀率随Na2SO4离子强度的增大而减小。在Na2SO4溶液中于非接触直流电场作用下,该凝胶向电场负极弯曲,弯曲速度和应变随外加电压的增大而增大,并随Na2SO4离子强度的增大于0.05处出现最大值。但该水凝胶的电响应行为不受外界溶液pH的影响。在循环电场作用下,其电刺激响应行为具有良好的可逆性。     

阳离子化壳聚糖水凝胶电刺激响应行为

通过将壳聚糖季铵盐化改性并交联制备了一种新型阳离子化壳聚糖水凝胶,研究了凝胶的溶胀性能和电刺激响应行为。结果表明,该凝胶在NaCl溶液中其平衡溶胀率随NaCl离子强度的增大而减小。在NaCl溶液中于非接触直流电场作用下,该凝胶向电场正极弯曲,弯曲速度和应变随外加电压的增大而增大,并随NaCl离子强度的增大到0.15处出...     

光-温度双重响应凝胶的制备及温敏性能研究

采用自由基共聚合方法,将丙烯酰胺基偶氮苯(AAAB)与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)共聚,制备了一种具有温度和紫外光双重响应性的P(NIPAAm-co-AAAB)共聚凝胶,并研究了凝胶的温敏性。研究结果表明,P(NIPAAm-co-AAAB)凝胶具有温度响应性,且溶胀和退溶胀性能较好。与PNIPAAm凝胶相比,共聚凝胶平衡溶胀率降低。随共聚配比中AAAB含量的增大,共聚凝胶的低临界溶解温度(LCST)、平衡溶胀率和退溶胀速率均逐渐降低。     

快速响应的聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的合成及性能

以羧甲基纤维素的水溶液为反应介质制备了快速响应的温度敏感性聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶。利用DSC对其相转变温度进行了表征,并测定了不同温度下达到平衡时水凝胶的溶胀比,研究了水凝胶的去溶胀动力学。结果表明,在聚合/交联过程中羧甲基纤维素的存在对PN IPA水凝胶的相转变温度几乎没有影响;与传统水凝胶相比,该水凝胶的溶胀性能有所提高,并且具有较快的响应速率。     

PNIPA/PEG多孔智能水凝胶的辐射合成与性能研究

采用辐射法合成了一系列具有合适相变温度和快速响应性能的PNIPA/PEG多孔智能水凝胶,用红外光谱分析了水凝胶的结构,并测定了水凝胶的溶胀动力学、平衡溶胀率和退溶胀动力学,研究了辐射剂量和成孔剂分子量对凝胶性能的影响.结果表明,PEG分子仅在聚合交联过程中充当成孔剂,不参与反应,反应后被除去;PNIPA/PEG水凝胶的平衡溶胀率(SR)随辐射剂量的升高而减小,其最低临界相转变温度(LCST)在37℃左右,且基本不受辐射剂量的影响;溶胀性能随着PEG分子量的增大而提高.     

多重响应性P(AAEA-co-DMAA)水凝胶的合成及其性能研究

以具有多重响应性的新型单体4-乙酰基丙烯酰乙酸乙酯(AAEA)和N,N′-二甲基丙烯酰胺(DMAA)为原料,采用溶液自由基聚合法合成了具有多重响应性的水凝胶,研究了凝胶的溶胀行为以及在不同离子强度、温度、pH值条件下共聚水凝胶的响应性能。结果表明,随凝胶中AAEA含量的增加,凝胶的溶胀方式由Fick型转变为非Fick型;凝胶对外界离子强度、温度、pH值的变化产生响应,当NaCl浓度约为0.1mol/L时,凝胶的离子响应性出现较大的突变;随温度的升高,凝胶疏水性增大,85℃时凝胶的保水率只有60%;低pH值时,凝胶收缩,随pH值的增大,凝胶内P-AAEA部分解离加剧,静电斥力使凝胶溶胀。     

PASP/CMCS-g-PAA/皂土凝胶电响应行为

利用水溶液聚合法,丙烯酸(AA)接枝共聚到聚天冬氨酸(PASP)和羧甲基壳聚糖(CMCS)杂化基体上,与皂土复合,合成了可生物降解的PASP/CMCS-g-PAA/皂土电响应性水凝胶。采用FT-IR、SEM表征了凝胶的结构及形貌,并研究了复合凝胶的电刺激响应行为。结果表明,平衡溶胀度随NaCl溶液离子强度的增加而减小,在pH=8的磷酸缓冲溶液中有最大溶胀度;在非接触直流电场中,复合凝胶的弯曲方向和平衡弯曲角度受AA和皂土用量以及溶液的pH和离子强度的影响。     

快速环境响应多孔水凝胶的制备及性能

以N aC l晶体为致孔剂,合成了具有pH及温度双重敏感特性的海藻酸钠接枝甲基丙烯酸梳状多孔水凝胶。利用扫描电镜观察到该水凝胶具有特殊的孔洞结构,孔径大小为100μm左右。不同pH值及温度下的溶胀和溶胀-收缩动力学研究表明,该水凝胶具有较快的响应速率,在5 m in内可以达到溶胀平衡,而且溶胀收缩行为有较好的重复性。该水凝胶的最低临界溶液温度(LCST)为30℃左右。比较含孔不同的凝胶膜的响应曲线,发现含孔越多,溶胀率和凝胶体积变化量越大,溶胀收缩响应速率越快。     

pH值/盐浓度双重敏感性SPM水凝胶微球性能分析

智能水凝胶是一类对外界刺激如温度、pH值、光、电、离子强度等能产生响应的交联聚合物。这种敏感型凝胶球可以用在生物医药、环境保护等多个领域。主要研究了海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)和蒙脱石(MMT)制备出的水凝胶微球(SPM)的溶胀、消溶胀性能;SPM水凝胶微球对pH值、盐度和温度的敏感性。实验结果证明,小球的溶胀性能与SA浓度呈正相关,与MMT浓度则呈负相关。凝胶球中的羰基等基团与烷烃链上的其它基团发生了化学反应,致使红外图谱中部分基团消失。此种SPM凝胶球对碱性环境、高盐浓度都具有敏感性,但对温度不敏感。     

冷冻聚合法制备多孔P(NIPAm-Co-AAm)水凝胶及其性能研究

采用冷冻聚合法制备了多孔结构的P(NI-PAm-co-AAm)智能水凝胶,利用扫描电子显微镜和比表面积分析仪对水凝胶的多孔结构和表面形貌进行了测试,并测定了水凝胶的平衡溶胀比、溶胀和退溶胀动力学,研究了不同预冷冻聚合时间对水凝胶温度响应速率的影响,并且与传统方法制备的P(NIPAm-co-AAm)水凝胶进行了响应速率对...     

P（AAEA/AMPS/AA）超大孔水凝胶的制备及性能

采用泡沫分散聚合法,以自制的4-乙酰基丙烯酰乙酸乙酯（AAEA）和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酸（AA）为单体,过硫酸铵（APS）及N,N,N′,N′-四甲基乙二胺（TMEDA）为氧化还原引发体系,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂,以饱和Na2CO3水溶液为发泡剂,十二烷基磺酸钠为泡沫稳...     

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。     

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。     

pH、离子强度敏感性壳聚糖水凝胶的合成及其对辅酶A的控制释放

以壳聚糖(CS),L-天冬氨酸(ASP)和戊二醛(GA)为原料,合成了具有pH、离子强度敏感性的壳聚糖水凝胶CS-GA-ASP.研究了交联剂含量、pH、离子强度对水凝胶溶胀率的影响和水凝胶对辅酶A的控制释放.结果表明,水凝胶在酸性溶液中,溶胀率最大,在中性溶液中溶胀率最小;水凝胶在不同pH或不同离子强度的溶液中交替放置时,表现出良好的溶胀-退胀可逆性;在室温下,pH=3.7、6.8、9的缓冲溶液中,辅酶A的累积释放率分别为78%、92%和87%,且在pH=6.8的缓冲溶液中,辅酶A释放速率最快,在pH=3.7的缓冲溶液中时,辅酶A释放速率最慢.     

PAMPS/PAA互穿双网络水凝胶的制备及强度研究

通过自由基溶液聚合法和互穿双网络技术(IPDN),合成包含第一网络PAMPS及第二网络PAA的高强度PAMPS/PAA互穿双网络水凝胶(IPDNH),探讨IPDNH的最佳制备条件、抗压缩性能影响因素。结果表明,PAMPS所占比例的提高及PAA交联剂用量的增大都使IPDNH的压缩强度呈现先增大后减小的趋势,而PAMPS交联剂用量的增大,则使压缩强度不断降低。当双网络的单体配比n(AMPS)/n(AA)=3.5/1,PAMPS交联剂用量为2%,引发剂用量为0.2%,PAA交联剂用量为0.5%,引发剂用量0.5%时,IPDNH的抗压缩强度可达58.3MPa,远大于普通水凝胶。     

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。     

Polyampholytes superabsorbent nanocomposites with excellent gel strength

A series of novel polyampholyte superabsorbent nanocomposites with excellent gel strength were synthesized by in situ solution polymerization in aqueous solution. Acrylic acid and acryloyloxyethyl trimethyl ammonium chloride (DAC) were employed as ionic monomers and montmorillonite (MMT) was used as inorganic component. The addition of cationic component could supply the positive charge in the network of nanocomposite and promote the formation of nanostructure of composites due to the interaction between DAC and clay platelets. The performance of polyampholyte nanocomposites were investigated and the result showed that the gel strength of nanocomposite hydrogel in distilled water and 0.9 wt% NaCl solution could reach 198.85 and 204.23 mJ/g, respectively, which were 13 times of the gel strength of matrix. The investigation of swelling behaviors showed that the nanocomposites had particular swelling behaviors of polyampholytes hydrogel in solution with different pH values and concentration of NaCl.     

Transient modeling of the reversible response of the hydrogel to the change in the ionic strength of solutions

In this paper, a multi-effect-coupling ionic-strength-stimulus (MECis) model, which couples the mechanical, chemical and electrical effects on the swelling/shrinking of the smart hydrogel responsive to the ionic strength of the environmental solution, is presented for the transient analysis of the reversible kinetics of the ionic-strength-sensitive hydrogel. The MECis model is based on the laws of momentum and mass conservation, and considers the poroelasticity of the ionic-strength-sensitive hydrogel. In order to examine the model, the simulation results are compared with the experimental data with reversible swelling-shrinking kinetics, and they are in quite agreement. The reversible characteristics, including the mobile ions concentrations, the fixed charge density, the electric potential and the hydrogel displacement, are studied in order to fully understand the kinetics behavior of the ionic-strength-sensitive hydrogel.     

微晶和氢键双增强水凝胶AG/PVA/CB[7]的制备和性能

以天然高分子琼脂糖(AG)为第一物理交联网络、聚乙烯醇(PVA)为第二物理交联网络、七元瓜环(CB[7])为交联剂,制备了双网络AG/PVA/CB[7]水凝胶。使用SEM、FT-IR和XRD等手段表征AG/PVA/CB[7]水凝胶的形貌、结构以及交联方式,研究了这种水凝胶的力学性能、溶胀性能和宏观自愈性能。结果表明：这种凝胶具有高强度和自愈性,高分子链之间通过氢键和微晶共同交联使其机械性能提高;该凝胶的力学性能随着冷冻-解冻次数的增加而提高,交联剂CB[7]的加入也使其力学性能提高,循环5次后其拉伸强度为0.37 MPa,杨氏模量为 0.23 MPa,平衡溶胀率为140%。     

PNIPAAm/CMC半互穿网络水凝胶的合成及性质

以N-马来酰化壳聚糖为交联剂,N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)为单体,羧甲基纤维素钠(CMC)为半互穿材料,在水溶液中通过自由基聚合制备了PNIPAAm/CMC半互穿网络水凝胶.所合成的水凝胶的低临界溶解温度(LCST)在33℃左右,CMC的加入对水凝胶的LCST无显著影响,但随着CMC用量的增加,水凝胶的温度敏感性...