交联壳聚糖凝胶溶胀性能及Ni(Ⅱ)吸附效果研究

以壳聚糖为原料,戊二醛为交联剂制备交联壳聚糖凝胶,并对凝胶的溶胀性能及Ni~(2+)吸附效果进行研究。实验结果表明,交联剂用量越大,交联密度越高,但是凝胶网络弹性降低,溶胀性变差;弱酸至中性条件有利于凝胶的溶胀,交联改性能降低壳聚糖的溶胀热敏温度,降低后期吸附Ni~(2+)的能耗。用1%的戊二醛交联壳聚糖处理20、40 mg/L Ni~(2+)电镀废水,投加60 mg交联改性壳聚糖,在30℃、p H=7条件下吸附3 h,吸附率分别达96.9%和92.4%,吸附过程可用一级动力学模型进行模拟。废水经过二次吸附后出水水质均能达到0.01 mg/L Ni~(2+)的《污水综合排放标准》(GB3838)标准,交联改性壳聚糖的重复使用性好,多次循环使用后依然具有很好的吸附效果。     

壳聚糖水凝胶溶胀性能的研究

壳聚糖水凝胶在pH7.0,0.2%甘氨酸缓冲溶液中的最高溶胀比R为637.5,溶胀体积比Rv为12.75;当pH≤7.0时,表现强的吸水性;pH>8.5时脱水收缩;在<1%NaCl溶液中,表现出不同程度的吸胀性;在≥1%NaCl溶液中,无吸胀性,随着环境温度的升高,吸胀性下降;甲醇作为成胶介质,凝胶的吸胀性最强;交链度与壳聚糖水凝胶的Rv成反比。因此认为,壳聚糖水凝胶在农业、医药、化工和生物学的应用及研究中将表现重要作用。     

PASP/SPP水凝胶溶胀性能的研究

采用水溶液聚合法制备聚天冬氨酸/沙柳木粉(PASP/SPP)水凝胶,采用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其结构进行表征。研究了溶胀时间、溶胀温度、溶液pH值、离子强度等对水凝胶溶胀性能的影响。结果表明,FTIR和XRD显示PASP上的—COOR与沙柳木粉上的O—H发生接枝共聚反应,并形成PASP/SPP水凝胶;SEM显示其表面疏松,有大小不等的孔隙,有利于提高水凝胶的溶胀性能。当溶胀时间为60 min、溶胀温度为30℃、溶液pH值为5.5、离子强度为0时,PASP/SPP水凝胶的溶胀比达到最大,为7.2。     

PASP/SPP水凝胶溶胀性能的研究

采用水溶液聚合法制备聚天冬氨酸/沙柳木粉(PASP/SPP)水凝胶,采用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其结构进行表征。研究了溶胀时间、溶胀温度、溶液pH值、离子强度等对水凝胶溶胀性能的影响。结果表明,FTIR和XRD显示PASP上的—COOR与沙柳木粉上的O—H发生接枝共聚反应,并形成PASP/SPP水凝胶;SEM显示其表面疏松,有大小不等的孔隙,有利于提高水凝胶的溶胀性能。当溶胀时间为60 min、溶胀温度为30℃、溶液pH值为5.5、离子强度为0时,PASP/SPP水凝胶的溶胀比达到最大,为7.2。     

HPMC水凝胶溶胀性能的影响因素研究

制备了一系列具有不同相对分子质量和取代度的羟丙基甲基纤维素(HPMC)水凝胶,并用称重的方法对凝胶的溶胀性能进行了研究,考察了温度、pH值、溶剂类型、取代度和相对分子质量对HPMC水凝胶溶胀性能的影响。结果显示,HPMC水凝胶的平衡溶胀度随温度的升高而减小;其溶胀行为受溶剂影响显著,而受溶液pH值的影响不明显;而取代度和相对分子质量都对凝胶溶胀行为有较大的影响。     

聚乙烯醇水凝胶的制备及其溶胀性能

采用化学交联方法制备了PVA水凝胶，研究了PVA聚合度、醇解度等分子结构参数，反应温度、反应时间等合成工艺参数，交联剂用量、疏水单体用量、阴离子单体用量等化学组成对PVA水凝胶溶胀性能的影响。结果表明，采用聚合度为1700、醇解度为95％的PVA1795为基体，当交联剂用量为1mL，反应温度为80℃，反应时间为8h，所制得的PVA水凝胶具有较高的溶胀率。     

戊二醛对壳聚糖-聚醚水凝胶溶胀动力学的影响

以壳聚糖和聚醚为原料、戊二醛为交联剂合成了壳聚糖-聚醚水凝胶。研究了壳聚糖-聚醚水凝胶溶胀机理,探讨了戊二醛浓度对该水凝胶的溶胀度、溶胀速率和溶胀动力学的影响。结果表明,戊二醛浓度不仅是影响水凝胶溶胀度的主要因素,随着戊二醛浓度的增大,壳聚糖-聚醚水凝胶的溶胀度逐渐减小,而且影响其溶胀动力学类型,当戊二醛浓度为0.107 mol·L^-1,该水凝胶的溶胀过程属于Fickian类型,当戊二醛浓度为0.320、0.533 mol·L^-1,其溶胀过程属于non-Fickian类型。     

半纤维素/碳纳米管复合凝胶的溶胀性能

采用 (NH4)2S2O8-Na2SO3为引发剂体系,N,N-亚甲基双丙烯酰胺（BIS）为交联剂,利用自由基聚合法成功制备了半纤维素/碳纳米管复合凝胶。用SEM对凝胶的结构形态进行了研究分析;研究了单体比例、碳纳米管含量和pH值对凝胶溶胀率的影响;并应用溶胀动力学方程对试验数据进行拟合。研究结果表明：半纤维素/碳纳米管复合凝胶的溶胀率随着甲基丙烯酸/半纤维素比例的增加而减小,随着碳纳米管含量的增加而减小;pH≤11时随pH值的增加而增大,pH>11时随pH值的增加而减小。拟合结果表明整个溶胀过程符合Schott二级动力学模型。     

快速响应PNIPA凝胶的合成与溶胀性能的研究

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)为单体、无水乙醇为溶剂、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂、N,N′-亚甲基双丙基烯酰胺(BIS)为交联剂、聚乙二醇(PEG)为成孔剂,采用溶液聚合法制备了PNIPA凝胶.并探讨了其溶胀行为和消胀行为,以及成孔剂、温度和交联剂对PNIPA凝胶溶胀性能的影响.研究表明,添加成孔剂可加快PNIPA凝胶的响应速率,溶胀性能提高.     

交联型吸水膨胀弹性体的研究

采用氯化聚乙烯(CPE)和聚乙二醇(PEG)的钠盐发生偶联反应合成了交联型吸水膨胀弹性体，讨论了反应条件对共聚物中PEG含量的影响，并且讨论了其溶胀性能。结果表明，交联型吸水膨胀弹性体中PEG含量随反应时间的延长、反应温度的升高而增大。随环境温度的升高，该材料的平衡吸水率增大。交联聚合物随吸水时间的延长而增大，吸水5d就达到平衡，最大吸水率为208．2％，该聚合物的保水能力随时间的延长而降低，吸收的水分越多，失去的水分也越多。     

非离子型凝胶球在水中的溶胀行为

以过硫酸铵和N,N,N',N',-四甲基乙二胺氧化-还原体系引发丙烯酰胺聚合,制备球状非离子型水凝胶.利用带刻度的显微镜记录了凝胶球在水中的溶胀扩散过程,采用Tanaka-Fillmore凝胶溶胀动力学模型进行数学处理,得到凝胶网络扩散系数.在此基础上,进一步考察了交联剂、引发剂、单体浓度对凝胶网络扩散系数的影响,结果表明:随着交联剂用量的提高,扩散系数先变小后增大;增加引发剂﹑单体浓度,扩散系数均增大.对凝胶网络扩散系数-温度理论模型进行修正,更加符合实验结果,可用于凝胶网络扩散系数的预测.     

Soy protein adhesion enhanced by glutaraldehyde crosslink

Soy protein has been considered as an alternative to partly replace petroleum‐based polymers for adhesive applications. The weakness of protein‐based adhesive is poor water resistance, which limits its outdoor applications. The objective of this research was to improve the water resistance of soy protein adhesive by introducing crosslinkage between amino groups of amino acid residue. Laboratory prepared soy protein isolate (SPI) was used in this study. Glutaraldehyde at concentrations of 4, 20, 40, and 80 μM was used as the crosslinking reagent for SPI modification. Adhesive properties of soy protein modified by glutaraldehyde, as well as thermal and morphological properties, were investigated. Crosslinking‐induced protein conformation and structure changes through decrease of amino groups and adding of hydrophobic groups, subsequently affect adhesive performance of SPI. At optimum glutaraldehyde concentration (20 μM), dry, wet, and soak strengths of modified SPI increased to 31.5, 115, and 29.7%, respectively, compared with unmodified SPI. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 104: 130–136, 2007     

辐照交联超高分子量聚乙烯的生物摩擦学性能研究

采用γ-射线对医用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)进行辐照交联处理,研究了辐照交联对医用UHMWPE力学性能和生物摩擦学性能的影响。结果表明:辐照交联使UHMWPE的结晶度、硬度、弹性性能、抗划痕能力和摩擦磨损性能提高,但降低了UHMWPE的塑性性能。     

增塑剂对大豆蛋白质塑料吸水率的影响

大豆蛋白质作为生物降解天然高分子材料的代表,加入一定量的增塑剂之后具有良好的加工性能、力学性能和生物降解性。另外,吸水性对其性能的发挥又有很大影响。本实验采用多种增塑剂对大豆蛋白质进行增塑,观察了增塑剂对大豆蛋白质塑料吸水率的影响,并对其吸水率进行了对比。     

Soy protein biopolymers cross-linked with glutaraldehyde

Biopolymers from soy protein isolate (SPI) crosslinked with glutaraldehyde (GA) were prepared. Surface hydrophobicities of SPI-GA biopolymers and SPI were 4.4 and 11.5, respectively. The solubility profile of SPI was slightly higher than that of SPI-GA biopolymers. Foaming capacities of SPI-GA biopolymers (23 mL) were higher than that of SPI (19 mL), but similar to egg white (22 mL). Foaming stabilities of SPI-GA biopolymers (120 min) were significantly higher than those of SPI (40 min) and egg white (98 min). The emulsifying properties of SPI-GA biopolymers were lower than those of SPI and bovine serum albumin (P>0.05). Tensile strength (TS) and elongation at break (ETB) of SPI-GA biopolymer films were significantly higher than those of glycerol-plasticized soy protein films. TS and ETB of SPI-GA biopolymer films increased with increasing GA concentrations. GA treatment intensified yellowness of SPI-GA biopolymer films. SPI-GA biopolymers may have potential use for biodegradable packaging materials.     

Swelling Properties of Chemically Crosslinked Poly(acrylamide-co-maleic acid) Hydrogels

ABSTRACT

Chemically crosslinked poly(acrylamide-co-maleic acid) [poly(AAm-co-MA)] hydrogels were prepared by simultaneous free radical copolymerization of acrylamide (AAm) with maleic acid (MA) in presence of di or tri functional crosslinking agents using ammonium persulfate-N,N,N′,N′-tetramethylethylenediamine (APS-TMEDA) redox-initiating system. The poly(AAm-co-MA) hydrogels formation was confirmed by IR studies. The influence of crosslinkers such as N,N′-methylene-bis-acrylamide (MBA) and 2,4,6-triallyloxy-1,3,5-triazine (TATA) on swelling/de-swelling characteristics were studied in detail for poly(AAm-co-MA) hydrogels containing different amounts of maleic acid. The present investigation also deals with the influence of concentration of crosslinker and initiator on the swelling behavior of poly(AAM-co-MA) hydrogels. The effect of various salts on swelling capacity was studied. In addition, the effect of simulated biological fluids and pH solutions on the swelling of hydrogels was also studied in detail.     

大豆分离蛋白的化学改性和增塑研究

研究了尿素、氢氧化钠和二甲基二氯硅烷对大豆分离蛋白的化学改性以及甘油、聚乙二醇、山梨醇、己内酰胺、乙酰胺对改性蛋白质材料的增塑作用。采用红外光谱对改性蛋白质进行了表征,并测试了改性蛋白质的热性能、力学性能、流变性能及耐水性能。结果表明,强碱可以有效地截断蛋白质分子的长链结构,提高蛋白质分子的加工流动性;尿素和二甲基二氯硅烷与蛋白质分子中的亲水基团发生反应或遮盖了蛋白质分子中的亲水基团,从而提高了大豆分离蛋白的耐水性;聚乙二醇和己内酰胺是效果较好的增塑剂。     

大豆蛋白质塑料加工和力学性能的研究

采用HAAKE扭矩流变仪研究了增塑型、还原剂和润滑剂等对大豆蛋白质塑料扭短流变性能的影响,并在此基础上,对经HAAKE密炼并模压制得的大豆蛋白质塑料力学性能作了测试。     

大豆蛋白/苎麻复合材料的制备及性能研究

采用化学、填充的方法制备大豆蛋白(SPI)与苎麻(RF)复合材料以改善大豆蛋白塑料的力学性能。通过扫描电子显微镜(SEM)、电子万能试验机、熔体流动速率仪等实验仪器研究复合材料的形态结构、力学性能和流变性能,并测定了复合材料的吸水率。试验结果表明,添加苎麻纤维对大豆蛋白的增强增韧效果都比较显著,硬度和拉伸强度对比纯大豆蛋白材料有了很大的提高,并且得到了苎麻增强增韧大豆蛋白材料的最佳用量,当苎麻的用量分别为10份时,复合材料的拉伸强度和硬度达到最佳,对复合材料吸水率的测定也较改性前有了很大的改善。