PVA-Silk复合水凝胶的启动摩擦性能研究

选用高分子聚乙烯醇(PVA)和脱胶后的蚕丝(Silk)为原料,采用反复冷冻-融化法制备PVA-Silk复合水凝胶.在光学显微镜上观察PVA-Silk复合水凝胶的微现形貌,在UMT-Ⅱ型微摩擦试验机上对PVA-Silk复合水凝胶开展往复式摩擦实验,研究接触时间、滑动速率及冷冻-融化次数时复合水凝胶的启动摩擦性能的影响.结果表明,随反复冷冻-融化次数的增加,PVA-Silk复合水凝胶的交联度增大,结晶度提高,其弹性模量增大,最大法向压缩变形量减小,且其基本恢复变形所需的时间减小;PVA-Silk复合水凝胶在滑动过程中的法向位移量和最大摩擦系数随接触时间的延长而增大,随反复冷冻-融化次数的增加而减少;但最大摩擦系数与滑动速率无明显的相关联性.     

PVA/PAA/BC复合水凝胶的制备与性能

利用冰冻-解冻循环法制备聚乙烯醇（PVA）/聚丙烯酸（PAA）/细菌纤维素（BC）复合水凝胶.研究BC与单体丙烯酸（AA）用量对PVA/PAA/BC复合水凝胶的力学性能和溶胀特性的影响,初步探讨PVA/PAA/BC复合水凝胶的pH敏感性.实验结果表明：随着BC添加量的增多,PVA/PAA/BC复合水凝胶的含水率和拉伸强度与PVA/PAA水凝胶相比均有一定程度的提高,SEM表明复合水凝胶的网络交联点增多;加入AA会使复合水凝胶拉伸强度减小,但溶胀性能提高很多.综合考虑,BC添加量为4%,AA添加量为8%时,各项性能均较好.     

海藻酸钠/氧化石墨烯复合水凝胶的制备与性能

为了研究氧化石墨烯（GO）对海藻酸钠（SA）凝胶性能的影响,以Ca2+与Fe3+作为交联剂,在SA水凝胶自组装过程中加入GO水溶液,一步法得到了海藻酸钠/氧化石墨烯（SA/GO）复合水凝胶。通过扫描电子显微镜与X射线衍射表征了所得凝胶的结构与微观形貌,测试了不同凝胶样品的平衡溶胀性能和力学性能。研究结果表明,Fe3+交联得到的凝胶结构相比Ca2+交联得到的凝胶更加紧凑,平衡溶胀性能降低较多;随着GO的加入,复合水凝胶的力学性能提升,平衡溶胀性能降低,这表明SA/GO复合水凝胶的性能可以通过选择合适的交联剂与GO用量进行调控。关键词:海藻酸钠;氧化石墨烯;复合水凝胶     

透明质酸钠/β-磷酸三钙复合水凝胶的制备及性能研究

采用原位凝胶法以己二酸二酰肼作为交联剂制备了透明质酸钠/β-磷酸三钙复合水凝胶。对所制备的水凝胶进行了傅里叶变化红外光谱、扫描电镜和X射线衍射分析,考察了β-磷酸三钙对复合水凝胶结构、微观形貌及物相的影响,同时测定了交联后水凝胶的力学性能和溶胀性能。结果表明,水凝胶网络结构随着β-磷酸三钙含量的增多而变得致密,平均孔径在100~200μm之间,溶胀率随着磷酸三钙含量的提高而降低,抗压强度则呈现先增大后减小的趋势,在透明质酸钠/β-磷酸三钙质量比为7∶3时达到最大值。该材料有作为生物医用材料的潜力。     

PVA-SA-PLA复合水凝胶的制备及铵离子扩散性能

以聚乙烯醇、海藻酸钠和聚乳酸微球为原料,质量分数为5%的氯化钙饱和硼酸溶液为交联剂,合成PVA-SA-PLA共聚物水凝胶.采用池膜法测定水凝胶中铵离子的扩散性能,研究原料组分含量、交联时间对水凝胶铵离子扩散性能的影响.实验结果表明,铵离子在水凝胶中的扩散符合溶解-扩散模型,PVA质量分数为4.0%~5.0%,海藻酸钠质量分数为2.0%,聚乳酸微球质量分数为0.2%~0.3%,交联时间15 m in,水凝胶的铵离子扩散性能较好,扩散系数达到0.002 2 cm2/m in.     

壳聚糖/聚乙烯醇复合水凝胶的溶胀与力学性能

研究了酒精脱水和自然干燥对用作抗菌人工皮肤的CS/PVA复合水凝胶的脱水率和二次溶胀度的影响.结果表明,酒精脱水速率高于自然干燥脱水速率;酒精脱水后的CS含量为2%的CS/PVA复合水凝胶在37℃的二次溶胀度不亚于其自然干燥的二次溶胀度;壳聚糖的加入对CS/PVA复合水凝胶的抗拉强度影响不大,断裂延伸率则有明显提高.     

聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶与甲壳素纤维共混体系的制备与性能

以甲壳素纤维为填充材料,采用自由基聚合法制备聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)/甲壳素纤维复合水凝胶,研究了甲壳素纤维在复合水凝胶中的分散程度以及该复合水凝胶的力学性能和溶胀性能.结果表明:甲壳素纤维在复合水凝胶中的分散性与其长度和含量有关.甲壳素纤维的加入可改善PNIPAAm水凝胶的力学性能,对水凝胶体系的早期溶胀速率也有一定的促进作用.     

聚乙烯醇-壳聚糖水凝胶制备与溶胀行为的研究

研究了聚乙烯醇与壳聚糖质量比、溶剂醋酸溶液体积、交联剂戊二醛浓度等对聚乙烯醇-壳聚糖水凝胶溶胀性能的影响,正交实验的结果表明当聚乙烯醇与壳聚糖质量比为2、溶剂醋酸体积为100 mL、交联剂戊二醛的浓度为0.213 mol/L时凝胶溶胀度最大.凝胶溶胀度随着聚乙烯醇与壳聚糖质量比、交联剂戊二醛浓度的增大而减小,随着溶剂醋酸溶液体积增加而增大.     

PVA/壳聚糖/淀粉水凝胶的制备和性能

采用反复冷冻-解冻法制备了一系列的PVA/壳聚糖/淀粉水凝胶.测试了共混膜的力学性能、脱水率和溶胀度.结果表明:壳聚糖含量为2.7%的水凝胶具有最大的断裂延伸率,拉伸强度也较高.淀粉和壳聚糖的加入,改变了复合水凝胶的脱水率和溶胀度.     

聚乙二醇凝胶的制备及其溶胀性能研究

以丙烯酰氯和聚乙二醇（PEG）为原料,合成了聚乙二醇大分子单体,用过硫酸铵为引发剂,N,N亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用溶液聚合法制备聚乙二醇交联凝胶。探讨了单体分子量、温度、交联剂等因素对PEG凝胶溶胀性能的影响,结果表明：当温度为45℃,单体分子量为20000,交联剂浓度为0.2wt%时,凝胶的溶胀程度最大。此外,差式扫描量热仪（DSC）的结果显示,聚乙二醇在交联网络中不能结晶。     

聚乙烯醇/聚丙烯酸凝胶聚合物电解质的研究

以丙烯酸、聚乙烯醇、N,N-亚甲基双丙烯酰胺等为原料,采用水溶液聚合法制备聚乙烯醇/聚丙烯酸水凝胶聚合物基质,与6 mol/LKOH溶液制成吸液率约为173%凝胶聚合物电解质,产物在室温时电导率可达567.3 ms.cm-1。并且讨论了聚乙烯醇/聚丙烯酸凝胶聚合物电解质的导电机理及凝胶聚合物吸液率与电导率的关系。     

氮掺杂石墨烯/聚苯胺复合凝胶的制备与性能

为了拓展石墨烯凝胶在超级电容器方面的应用,采用氨水与水合肼作为掺杂剂和还原剂,通过与氧化石墨烯的水热反应制备了氮掺杂石墨烯凝胶,并进一步运用原位聚合的方法在氮掺杂石墨烯凝胶上负载聚苯胺,得到氮掺杂石墨烯/聚苯胺复合凝胶. 利用X射线衍射、扫描电子显微镜对产物的结构和微观形貌进行表征,采用循环伏安、恒电流充放电等方法测试其电化学性能. 结果表明,氮掺杂石墨烯/聚苯胺复合凝胶与纯氮掺杂石墨烯凝胶相比,电化学性能有显著的提高. 当扫描速率为10 mV/s时,复合凝胶的比电容约为500 F/g;在恒电流充放电实验中,当电流密度增加到10 A/g时,复合凝胶的比电容仍然保持在约400 F/g. 当循环伏安扫描1 000圈后,比电容的保持率达到80%. 这些表明氮掺杂石墨烯/聚苯胺复合凝胶拥有突出的电化学性能,也表明了氮掺杂石墨烯/聚苯胺在超级电容器方面将会有很好的应用前景.     

Experimental Study and Property Analysis of Seal-filling Hydrogel Material for Hermetic Wall in Coal Mine

The effects of monomer, crosslinker, and accelerator content on the mechanical property of seal-filling hydrogel material for building hermetic wall were analyzed through a series of single-direction compression experiments. Grey predication by GM(1,1) model was also used to analyze the persistent property of hydrogel material. The results showed that the elastic modulus and strength of seal-filling hydrogel increased, and the elastic tended to reduce with the growth of monomer and crosslinker content. In c...     

碳纳米管增强铝基复合材料制备及性能研究

采用真空热压烧结法制备碳纳米管与 SiO2多相增强铝基复合材料,测量复合材料的体积密度,根据其理论密度计算其致密度;再对制得的复合材料进行硬度、抗压强度、抗剪强度等力学性能测试,并观察样品的剪切断口微观形貌,研究 CNTs 对复合材料力学性能的影响。低含量的碳纳米管由于其在铝基体中的分散性及弥散度较好,作为第二相增强相,所制备的铝基复合材料的致密度、硬度、抗压强度与剪切强度均优于高含量碳纳米管增强铝基复合材料。 CNTs 的含量、以及其在铝基体中的弥散度是影响铝基复合材料力学性能的关键因素。     

pH/温度双重敏感高分子水凝胶的合成及性能

选用具有优良pH敏感的丙烯酸(AAc)及温敏性的N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)为基本原料,制备了pH/温度双重敏感水凝胶,系统研究了丙烯酸系水凝胶的基本物理性能(密度、平均分子量、交联密度、平衡态水含量、固定电荷密度等),表征了水凝胶在不同离子强度下的溶胀、退溶胀性能,并对其响应机理进行了探讨,同时对水凝胶的机械性能进行测试。结果表明:pH/温度双重敏感水凝胶的溶胀情况受pH值和温度2个因素控制,在同一温度下,pH值越高,溶胀率越高;在同一pH值下,温度越高,溶胀率越低。