含氟硅氧烷的合成及应用

含氟硅氧烷具有比普通硅氧烷更特殊的性能,其合成方法和普通硅氧烷的一样,氢硅烷与不饱和化合物的加成反应,是合成含氟硅氧烷的重要方法之一。此外,格氏试剂法、氟化剂氟化法及调聚法等均可合成含氟硅氧烷。一、含氟硅氧烷的合成1.氢硅烷与氟代烯烃的加成反应氢硅烷化合物与氟代烯烃在催化剂(Pt/C或H_2P_tC1_6)存在下进行加成反应可以制取含氟有机硅化合物,如用三氟甲基乙烯与二氯甲基氢硅烷加成并聚合为氟硅橡胶,其商品牌号为Silastic IS-53:     

硅氧烷封端水性含氟聚氨酯的制备及性能研究

采用1-巯基甘油(MTG)和2-(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯(PFOL)之间的硫醇-烯点击反应自制含氟二元醇(PFOH);采用烯丙基羟乙基醚(AYEL)和三甲氧基硅烷(TMS)间的硅氢加成反应自制单端含C-OH的硅氧烷(TMSO);将所得产物引入到聚氨酯体系中,得到一系列硅氧烷封端的水性含氟聚氨酯(WFSiPU)。结合FT-IR和¹H-NMR对产物的结构进行表征,通过紫外可见近红外分光光度计、光学接触角测量仪和热重分析仪等表征仪器探究PFOH和TMSO对水性聚氨酯各项性能的影响。结果表明,随着水性聚氨酯体系中PFOH和TMSO的引入,乳液粒径逐渐增大,分布变宽,涂膜的热稳定性、力学性能、疏水性、耐水性等性能均得到了明显改善。当PFOH添加量为8%,TMSO添加量为50%时,涂膜整体综合性能最佳。     

由多聚硅氧烷制备二氧化硅气凝胶

SiO2 气凝胶是一种新型轻质纳米多孔材料。本工作以多聚硅氧烷 (E -4 0 )为硅源 ,用溶胶 -凝胶法制备出了SiO2气凝胶。研究了催化剂、温度、水等因素对其溶胶 -凝胶过程的影响 ;讨论了F离子以及水对E -4 0水解 -缩聚反应的作用机理 ;并用孔径分布测定仪、TEM等方法对其微结构进行了研究。结果表明 :由E -4 0为硅源制备的SiO2 气凝胶骨架颗粒为十几nm ;孔径分布较广 ,其峰值在 3 0nm附近 ,此外 ,还存在几nm的微孔。     

聚乙烯醇水凝胶的制备及性能

利用冷冻-解冻法制备聚乙烯醇(PVA)水凝胶,研究了不同因素对PVA水凝胶力学性能和溶胀特性的影响。结果表明,PVA水凝胶是一种典型的粘弹性材料,在一定应变区内,材料的拉伸模量随应变的增加而增大;拉伸强度和平均拉伸模量随PVA水溶液的浓度和冷冻-解冻循环次数的增加而增强,凝胶的最大拉伸强度和拉伸模量分别为2.27 MPa和0.95 MPa。溶胀特性研究显示,PVA水凝胶在生理盐水中的平衡溶胀比小于其在蒸馏水中的平衡溶胀比;凝胶的平衡溶胀比随浓度和冷冻-解冻次数的增加而下降,其下降趋势满足幂函数的变化规律;水凝胶的溶胀过程符合溶胀动力学方程。     

光交联透明质酸水凝胶的制备及性能

采用甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)对透明质酸(HA)进行化学改性,然后在紫外辐射下交联成水凝胶。随着GMA与HA物质的量比的增加(分别为10、20和50),HA分子链上的GMA取代度分别为2.8%、16.9%和45.2%,由此制得的水凝胶其交联点间平均分子质量分别为9.33×105g/mol、7.95×105g/mol、6.54×105g/mol;水凝胶的内部孔径逐渐变小;水凝胶的存储模量(G′)分别为70 Pa、101 Pa和160Pa,损耗模量(G″)分别为6.6 Pa、7.8 Pa和12.6 Pa;水凝胶的降解失重速率逐渐减慢,在120h时的失重百分率分别为63%、39.4%和30.8%。结果表明,GMA与HA物质的量比的增加有利于水凝胶交联密度的提高,力学性能的增强和降解速率的降低。     

高分子水凝胶材料研究进展

综述了高分子水凝胶材料的制备方法及应用研究进展，概述了当前的研究热点，并展望了高分子水凝胶材料今后的发展。     

壳聚糖水凝胶的制备及性能研究

以壳聚糖为原料,用戊二醛作为交联剂,在醋酸溶液中合成壳聚糖水凝胶。用正交实验优化了制备壳聚糖水凝胶的工艺条件,实验结果表明:当壳聚糖浓度为3%、戊二醛浓度为3%、凝胶温度为55℃时制得的水凝胶硬度最大;当壳聚糖浓度为2%、戊二醛浓度为1%、凝胶温度为45℃时,制得的水凝胶溶胀度最大。壳聚糖水凝胶具有良好的生物相容性。     

含氟及苯环侧基的聚酰亚胺材料的制备及表征

由4-甲氧基二苯甲酮通过McMurry偶联反应得到(E)-1-甲氧基-4-(2-(4-甲氧基苯基)-1,2-二苯基乙烯基)苯(1),经过脱甲基,与邻氯对硝基三氟甲基苯进行亲核取代并还原得到(E)-4-(4-(2-(4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基)-1,2-二苯基)苯氧基)-3-三氟甲基苯胺(APBA);采用上...     

半纤维素基水凝胶制备及应用研究进展

半纤维素基水凝胶是一种具有优异保水性、良好生物相容性和力学性能的三维网络状亲水聚合物,在软材料领域尤其是半纤维素基材料研究领域备受瞩目。本文综述了近年来半纤维素基水凝胶的研究进展,从化学交联和物理交联两个方面介绍了半纤维素基水凝胶的制备方法、形成机理和性能,比较了化学交联中光、酶、微波辐射和辉光放电电解等离子体等不同引发体系的差异,总结了半纤维素基水凝胶在药物控释、伤口敷料、高效吸附及3D打印等领域的最新应用和发展,并对半纤维素基水凝胶领域所面临的挑战进行了总结和展望,以期为新型半纤维素水凝胶的研究提供参考。     

锯齿状水凝胶传感器的制备及传感性能

针对水凝胶柔性传感器存在低灵敏度和弱稳定性的缺陷,通过设计具有优异回弹性和小横截面积的锯齿状水凝胶,以提升水凝胶传感器的灵敏度及稳定性.首先,通过3D打印制备锯齿状模具,再将聚丙烯酰胺溶液注入模具进行交联,然后,用VHB双面胶封装制备基于锯齿状水凝胶的传感器,最后,对其进行人体运动传感测试,并以无结构片状水凝胶的传感器作为对比实验,验证锯齿状水凝胶对水凝胶传感器灵敏度和稳定性的提升.结果表明,基于锯齿状水凝胶的传感器表现出更为稳定的信号输出,并且可以检测到细小应变的运动,如吞咽、皱眉等.锯齿状水凝胶传感器有望用于电子皮肤传感器和软机器人等领域,为其高度灵敏、稳定可靠的传感系统提供新策略.     

柔性气凝胶材料的制备及应用研究进展

气凝胶是一种纳米级多孔固体材料,具有高比表面积、极高的孔隙率、极低的密度、极低的热导率等优点,但也存在脆性高、柔韧性差的问题。近年来,具有良好压缩回弹特性和抗弯折性能的柔性气凝胶克服了传统气凝胶柔韧性差的缺点,受到研究人员的广泛关注。本文首先概括了柔性气凝胶的种类,根据气凝胶材料组成成分的不同,将其分为氧化硅柔性气凝胶、碳基柔性气凝胶、生物质柔性气凝胶和纤维质柔性气凝胶;然后,系统总结了柔性气凝胶常用的制备方法,如溶胶-凝胶、老化、干燥等工艺,对比分析了不同制备工艺生产的气凝胶在性能上的差异;此外,介绍了柔性气凝胶在环保、光学、生物医学、柔性电子传感器以及航空航天等领域的应用;最后对柔性气凝胶的发展做了总结和展望。     

单体组成对水凝胶接触镜材料结构的影响

以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、N乙烯吡咯烷酮(NVP)、丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸乙酯(EMA)或者甲基丙烯酸丁酯(BMA)为原料,采用本体共聚法制备水凝胶角膜接触镜材料。采用环境扫描电子显微镜(ESEM)研究各单体对水凝胶结构的影响,结果表明,在溶胀状态下,HEMA的均聚物水凝胶结构均匀,而HEMA与NVP共聚物水凝胶在微米层次上出现含水量不均;在脱水状态下,HEMA的均聚物以及HEMA与NVP共聚物表现出均匀的结构,HEMA与AM共聚物呈纤维状,而HEMA、NVP与MMA、EMA或者BMA共聚物均出现微米级塌缩。     

水凝胶角膜接触镜材料研究进展

以角膜接触镜材料的基本要求为出发点,在相关文献和专利的基础上综述了目前软性亲水的水凝胶角膜接触镜材料的研究进展及发展趋势.特别针对传统型水凝胶角膜接触镜的透氧和均一成分构建的局限,分别重点介绍了高透氧角膜接触镜材料及互穿网络角膜接触镜材料.前者通过引入硅氧烷成分使角膜接触镜的延长配戴成为可能,后者则通过交联互锁的结构实现了材料的均一性和稳定性,从而为角膜接触镜材料在药物释放和治疗用途上的更广泛应用创造了条件.     

含水量及相关散射对气凝胶辐射传热的影响

将分层颗粒的米氏散射理论应用于气凝胶体系,计算含水气凝胶的消光系数,并考虑气凝胶中的相关散射,使用几种已有模型对计算结果进行修正。计算结果与实验数据对比表明,考虑气凝胶含水对计算结果有所改进,而引入相关散射后计算结果改进不明显。     

新型水凝胶止血材料的研究进展

伤口的快速止血和愈合对于治疗意外事故出血具有重要意义。水凝胶作为一类极为亲水的多维网络结构凝胶,以其出色的流变性、粘附性和可注射性在止血材料方面极具应用优势,尤其在不规则创面和较深层伤口处有着其它形态材料不可替代的止血效果。天然多糖聚合物、蛋白质及合成类高分子聚合物等水凝胶因具备高吸水性、生物相容性、血细胞黏附性或激活凝血因子等功能在止血材料领域的应用受到广泛的关注,同时取得了较大的研究进展。对近年来各种水凝胶止血材料的制备和最新的应用研究成果进行全面综述,并对水凝胶止血材料的发展前景进行展望。     

环糊精衍生物水凝胶材料的研究进展

水凝胶是一种由化学或物理交联的高分子聚合材料,具有亲水性的三维网络结构,使其能够吸收并保持大量的水分。水凝胶相对其他材料有着明显优势,其具有含水量高、性质柔软、通透性高、生物相容性好等优点,这些优异的性质使水凝胶在工业、农业、生物医学乃至生活中都有着广泛的应用。近些年来国内外研究者都致力于开发新型水凝胶,以解决传统水凝胶存在的力学强度差、功能单一的问题。因此,涌现了大批多功能、高强度的新型水凝胶,如温度、pH、光、电磁刺激响应性水凝胶,双网络、互穿网络水凝胶,纳米复合水凝胶,自愈合性水凝胶。其中,环糊精及其衍生物的引入是改善水凝胶不足的重要方法之一。环糊精存在特殊的外缘亲水、内部疏水的环状分子结构以及疏水性空腔,能够通过主客体偶合作用稳定络合疏水性分子。近年来,研究者们充分利用环糊精独特的结构和性质,在设计更好的环糊精衍生物水凝胶结构和功能方面不断地进行尝试,取得了丰硕的研究成果,制备了一系列具有优异性能的环糊精及其衍生物高分子水凝胶。环糊精及其衍生物水凝胶不仅在力学性能方面表现出优势,还具有显著的功能性,如刺激响应性、自修复性、形状记忆性、可注射性等。目前,已报道的环糊精衍生物水凝胶结构多样、性质各异,按其网络结构可分为:(1)化学修饰环糊精作为交联剂合成水凝胶;(2)环糊精衍生物的主客体超分子水凝胶;(3)环糊精衍生物的物理/化学双交联水凝胶;(4)环糊精衍生物的滑环水凝胶。各种交联结构的环糊精衍生物水凝胶的开发,赋予了水凝胶不同的功能和性质,为突破传统水凝胶的应用瓶颈提供了思路,使其在催化工程、药物控释、骨/软骨组织修复和水污染物净化领域具有广阔的应用前景。本文归纳了环糊精衍生物高分子水凝胶的研究进展,按水凝胶的交联结构对环糊精衍生物水凝胶进行分类,分别对环糊精分子、环糊精衍生物水凝胶的结构、制备方法、应用等进行介绍,分析了环糊精衍生物高分子水凝胶所面临的问题并展望其前景,以期为制备多功能、高强度环糊精衍生物水凝胶提供参考。     

共聚物水凝胶接触镜材料的研究

以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)以及甲基丙烯酸酯共聚,制备水凝胶接触镜材料,并研究了该水凝胶的溶胀性能。实验发现,不添加交联剂的情况下,共聚产物即可形成具有交联结构的水凝胶;随NVP含量的增大,水凝胶的平衡溶胀度也增大;少量甲基丙烯酸酯的加入,可较小幅度地降低共聚物水凝胶的平衡溶胀度;TG分析表明,NVP与HEMA二元共聚物水凝胶中的自由水容易脱水,而添加甲基丙烯酸酯可增强水凝胶的抗脱水性能,以甲基丙烯酸乙酯较为明显。     

羟基磷灰石对海藻酸钙水凝胶的制备及性能的影响

采用具有良好生物相容性的羟基磷灰石(HA)作为钙源,开发了一种新型的HA-GDL交联体系制备海藻酸钙水凝胶.通过调节海藻酸钠溶液的浓度CSA和钙离子与海藻酸钠中羧基的摩尔比f,分别制备CSA=2%、2.5%、3%,f=0.27、0.36、0.54的一系列水凝胶.以CaCO3-GDL体系作为对照,系统比较了两种体系制得的水凝胶在凝胶化时间、凝胶形貌、力学性能以及溶胀收缩等方面的性能.结果显示,相同凝胶条件下,采用HA-GDL体系制得的海藻酸钙水凝胶具有较快的凝胶化速率,较为均一的凝胶结构,较强的力学性能和较低的溶胀率.将海藻酸钙凝胶与软骨细胞复合进行体外培养,结果显示该体系具有良好的细胞相容性,从而说明该材料体系可能是一种良好的软骨组织工程支架材料.     

磁性水凝胶的制备与应用

介绍了国内外磁性水凝胶的制备和应用,并展望了其在涂料行业的应用。     

透明质酸水凝胶的制备与评价

透明质酸(HA)被广泛地用于生物医药领域。以1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺/N-羟基丁二酰亚胺(EDC/NHS)催化HA与己二酸二酰肼(ADH)反应,制备化学交联的HA水凝胶。通过扫描电镜和红外光谱来测定HA与HA水凝胶的结构,测量HA水凝胶在模拟胃肠液中的溶胀率,并以牛血清白蛋白(BSA)为模型药物,初步探讨了HA水凝胶体系的释药行为。实验结果显示:HA水凝胶由酰胺键生成三维网络结构且网络孔径较大,具有较好的吸水性能。该水凝胶制备过程简单,反应迅速,条件温和,属酸敏突释释药体系。