分步合成羧甲基纤维素/聚丙烯酸甲酯pH敏感互穿网络水凝胶及其表征

以羧甲基纤维素(CMC)、聚丙烯酸甲酯(PMA)为互穿物,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,采用互穿网络(IPN)聚合分步合成法在乙醇的水溶液中合成出具有互穿网络结构的水凝胶。通过红外光谱、扫描电镜、X射线衍射和热重分析等表征了聚合物的互穿网络结构。pH溶胀实验结果表明,该水凝胶具有比较明显的pH敏感性,当pH在8.0左右,复合水凝胶的溶胀率达到了最大值,且随着CMC/PMA复合水凝胶中2种组分比例的不同,溶胀率有明显的差异。     

MOF基高强度荧光水凝胶的制备及性能

针对传统荧光水凝胶力学性能差的问题,基于纳米增韧策略,以琼脂(Agar)为第一网络,聚丙烯酰胺(PAAM)为第二网络,具有荧光特性的纳米金属有机框架—NH₂-MIL-53(Al)为纳米增韧剂,经过加热-冷却-光聚合的方法制备了高强度的NH₂-MIL-53(Al)/Agar/PAAM纳米复合荧光水凝胶。采用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、动态光散射仪表征了NH₂-MIL-53(Al)的结构与粒径,电子万能试验机测试了纳米复合荧光水凝胶的机械性能,荧光分光光度计测试了纳米复合荧光水凝胶的荧光性能。研究结果表明,该凝胶具有高力学强度(拉伸应力为1.0 MPa,拉伸应变为960%),并在450nm光激发下表现出较强的荧光性质。NH₂-MIL-53(Al)/Agar/PAAM纳米复合荧光水凝胶为制备具有高力学性能的荧光水凝胶提供了新思路,促进了荧光水凝胶的应用与发展。     

机械力诱导双重交联各向异性纤维素水凝胶的制备与性能

为改善传统纤维素水凝胶材料柔软易碎的性质,拓宽其应用领域,开发出具有优异力学性能的纤维素水凝胶,在LiOH-尿素体系中溶解纤维素后,先加入环氧氯丙烷制备出具有松散化学交联网络结构的纤维素水凝胶,再通过在酸溶液去除碱-尿素包裹体系后形成物理交联,获得具有初步取向的双交联纤维素水凝胶;在此基础上,沿长度方向调控机械力拉伸固...     

纤维素离子凝胶的制备及性能

开发高性能的导电凝胶已经成为推动柔性电子设备进一步发展的基石。以天然纤维素为凝胶骨架,以离子液体为导电介质,通过加热溶解-冷却凝胶化过程可以制备高性能的绿色离子液体-纤维素复合凝胶(CGel)。复合凝胶中的纤维素基体呈现三维网络结构,并包含大量的孔洞,可以有效吸附和储存离子液体,实现离子液体在纤维素基体中的均匀分布。纤维素离子复合凝胶具有较高的模量(G′>G″)、优异的透明度(88%)、良好的电学性能(2.2 mS/cm)及柔韧性。进一步通过高温加热-冷却凝胶化过程能够实现纤维素离子凝胶体系的再循环生产过程。纤维素离子凝胶展现了对水分子的高度敏感性,其电导率正比于工作湿度,有望应用于环境湿度及人体皮肤状况的高效监督检测。      

高力学强度水凝胶的研究进展

传统的水凝胶由于力学强度差而大大限制了其应用。近年来,从分子水平上改进水凝胶内部微结构提高水凝胶力学强度的方法越来越受到关注。文中综述了提高水凝胶力学强度的各种有效方法,期望研究者们能够在这些方法的基础上进一步深入探讨并扩展其应用领域。     

基于纤维素及其衍生物的凝胶材料设计

凝胶(水凝胶与气凝胶)是一种具有多孔结构的三维材料,其在诸多领域具有广泛应用。纤维素的可降解性及生物相容性等特性使其在凝胶材料设计中备受关注,前景巨大。纤维素及其衍生物通常可通过溶解或在水溶液中均匀分散形成稳定的体系,再经适当交联制成水凝胶。纤维素气凝胶一般是由水凝胶经超临界干燥或冷冻干燥处理制得。系统总结了纤维素基水凝胶的制备方式及机制,分析了气凝胶不同的干燥制备方式对其形态结构的影响,并重点讨论了纤维素基凝胶材料在环境保护、生物医学、能源存储等领域的应用进展,最后指出了该领域研究存在的问题并进行了展望。     

高力学强度羟乙基纤维素/聚丙烯酰胺复合水凝胶的制备EI北大核心CSCD

通过自由基聚合一步合成了羟乙基纤维素/聚丙烯酰胺(HEC/PAM)复合水凝胶,这种水凝胶具有优异的拉伸性能和压缩性能,可能源于PAM链与HEC链之间的氢键相互作用。经测试,HEC/PAM复合水凝胶可被拉伸至原尺寸的24倍,对应的拉伸断裂应力为113kPa;90%压缩形变对应的压缩强度达0.87 MPa;水凝胶的最大压缩形变达95%以上。同时,HEC/PAM水凝胶还表现出了优异的可恢复性能。因此,HEC/PAM复合水凝胶在生物医药领域有潜在的应用价值。     

2种羧基化纤维素衍生物对聚丙烯酰胺复合水凝胶力学性能的影响

为了深入理解羧基化纤维素衍生物聚集态结构和羧基含量对金属络合型复合水凝胶的增强增韧作用,文中分别在2种羧基化纤维素衍生物——聚阴离子纤维素(PAC)和TEMPO氧化纤维素纳米纤维(CNF)水体系中,进行了丙烯酰胺(AM)的自由基水溶液聚合,制备了PAM基复合水凝胶,进而经0.1 mol/L ZrOCl2水溶液处理,获得了力学性能更为优越的Zr(IV)络合型复合水凝胶.通过红外光谱、扫描电镜和压缩/拉伸力学对所得水凝胶进行了表征.结果表明,CNF或PAC的引入增强了PAM的氢键作用,赋予了水凝胶较高的力学性能,同等加量下纳米纤维状的CNF对PAM基水凝胶的增强效果高于PAC;引入Zr(IV)络合作用后,复合凝胶显著溶胀,但其内部网络结构却变得更加致密,PAC凝胶体系还出现了相互交织的纳米纤维结构;强烈的Zr(IV)-COO-络合作用使凝胶的力学性能大幅提高,同等加量下羧基含量较多的PAC增强效果更佳;羧基含量接近时,纳米结构的CNF增强效果更优.     

基于半纤维素和木质素的水凝胶研究进展

作为“生物炼制”的原料,木质纤维素中的纤维素成分可为人类生产生物燃料和化学品,但其中的半纤维素和木质素成分未能有效利用.由于高分子骨架上含有大量亲水性基团,半纤维素和木质素可以转化为用途广泛的水凝胶材料.这样不仅可消除环境污染,减少资源浪费,还可以有效地降低纤维素生物燃料或者化学品的成本.综述了基于半纤维素和木质素的水...     

高强度水凝胶纳米复合材料的研究进展

水凝胶是化学或物理交联而成的具有三维网络结构的高分子材料,其高分子网络中含有大量的水并能保持一定的形状,是一种特殊的半固体材料。水凝胶由于具有许多优异的性质,在工业、农业、生物医学领域得到广泛重视,然而传统水凝胶的力学性能差,限制了其应用。因此提高水凝胶力学强度的研究吸引了国内外众多研究者的关注。总结了近年来几种主要类别的高强度水凝胶纳米复合材料的实验及理论研究工作,重点分析了纳米复合凝胶在力学性能方面的研究结果,并对其未来的发展进行了展望。     

壳聚糖/羟丙基甲基纤维素温敏水凝胶的制备

采用壳聚糖(CS)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)为原料制备了温敏性水凝胶,分析了CS含量、HPMC含量、HPMC黏度和甘油添加量对CS/HPMC的低临界溶解温度的影响。最优条件为CS含量为1%(m/V),HPMC的黏度为6 m Pa·s,HPMC的含量为7%(m/V),甘油含量为32%(m/V),得到体系的低临界溶解温度为32℃,体系的黏度为1407 m Pa·s。红外光谱测试表明CS、HPMC与甘油之间没有化学作用,流变性测试显示体系可以在36℃下凝胶化。MTT测试结果表明CS/HPMC/Gyl无毒副作用,具有良好的生物相容性。研究结果表明该体系是一种良好的可注射型温敏水凝胶。     

片状水凝胶药物载体释药机理的研究

解释了包埋5-氟尿嘧啶药物的片状水凝胶载体在模拟体液中的释药机理,通过分析药物在凝胶中扩散所遵循的数学规律得出结论:当药物的释放过程为水凝胶的松弛控制,以溶剂的移动为主要影响因素时,药物将从水凝胶载体中匀速释放.并以实验验证所得结论,实验结果与由数学分析得出的结论相符.     

高强度疏水缔合水凝胶的重塑性能机理

将丙烯酰胺和少量的疏水单体辛基酚聚氧乙烯(4)醚丙烯酸酯溶解于十二烷基硫酸钠水溶液中,采用胶束共聚的方法成功制备了疏水缔合水凝胶(HA-gels)。HA-gels除具有良好的力学性能以外,还具有重塑性能。为了研究HA-gels的重塑性能,对其应力松弛行为进行了表征。研究结果表明,HA-gels应力松弛过程可以分为四个阶段:第一阶段是交联点间亲水长链的应力松弛过程;第二阶段是交联点间亲水长链已经高度取向;第三阶段是交联网络的结构重排过程;第四阶段是HA-gels的应力完全消除。因此,HA-gels内的交联点在外力的作用下可以解缔合和重新缔合来实现交联网络的结构重组,从而赋予了HA-gels的重塑性能。     

Cellulose吸附法制备氧化物粉体的机理研究

应用ＴＧ、ＤＴＡ、ＩＲ、ＸＲＤ和ＣＯ_２－ＴＰＤ等技术对用。ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ吸附法合成Ｌａ_０．８Ｓｒ_０．２ＣｏＯ₃（ＬＳＣＯ）粉体的过程机理进行了研究．发现在制备过程中ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ首先起着一种金属离子吸附剂的作用．在焙烧的前期阶段,ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ先被部分氧化而在其骨架上出现了羧酸基团,并与金属离子发生螫合形成螯合离子．优化条件下,在低温合成了纯相ＬＳＣＯ粉体．然而若焙烧过程中产生的ＣＯ_２不能及时地排出,会导致体相中碳酸盐的形成,从而需要高于８００℃的再焙烧才能获得纯相的ＬＳＣＯ粉体．     

短纤维复合聚乙烯醇水凝胶的力学性能

研究了PVA短纤维复合PVA水凝胶的制备以及影响其力学性能的因素,包括二甲基亚砜(DM-SO)/水混合溶剂和纯水溶剂两种体系。凝胶采用低温冷冻-高温解冻循环方法制备。在加入少量PVA短纤维后,材料强度降低,随着纤维添加量的增加,凝胶的强度提高。当PVA短纤维添加量超过临界含量时,复合凝胶强度高于凝胶基体强度。