黄原胶/聚乙烯醇互穿网络水凝胶的电刺激响应行为

以戊二醛为交联剂,制备了黄原胶/聚乙烯醇(XG/PVA)互穿聚合物网络水凝胶,并研究了其吸水率、力学性能和电刺激响应行为。结果表明,在NaCl溶液中,该水凝胶的平衡溶胀比随NaCl溶液离子强度增大而减小,随pH值的增大而增大,当pH≥7时基本保持不变;经离子强度为0.01 mol/L NaCl溶液充分溶胀的XG/PVA互穿聚合物网络水凝胶其弹性模量为0.9844 MPa,拉伸强度为1.5691 MPa,断裂伸长率为1.60;在非接触的直流电场作用下,于NaCl溶液中,该水凝胶发生弯曲,凝胶的弯曲速度和弯曲偏转程度随外加电场的增加而增大;NaCl溶液离子强度对凝胶弯曲行为产生影响,当溶液离子强度I≤0.05时,凝胶向电场负极弯曲,当溶液离子强度I≥0.05时凝胶向电场正极弯曲;在循环电场作用下,其弯曲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...     

海藻酸钙水凝胶对电刺激的响应行为

以CaCl2为交联剂采用浸渍法制备了海藻酸钙水凝胶,研究了海藻酸钙水凝胶的溶胀吸水率及其电刺激响应行为．结果表明,在NaCl水溶液中,海藻酸钙水凝胶的平衡溶胀比随着NaCl溶液浓度的增大而增大,随着交联剂CaCl2溶液浓度的增大而减小．海藻酸钙水凝胶在NaCl水溶液中在非接触直流电场作用下向负极弯曲,其弯曲速度、弯曲偏转程度和应变随着外加电场强度的增大而增大,随着NaCl溶液离子强度的变化在离子强度I=0．03时出现临界最大值,随着交联剂CaCl2溶液浓度的增大而减小．在周期性电场作用下,海藻酸钙水凝胶的弯曲响应行为具有良好的可逆性．     

PAA-Na/PVA半互穿网络水凝胶的离子强度及pH敏感性

采用水溶液聚合法制备了聚丙烯酸钠(PAA-Na)/聚乙烯醇(PVA)半互穿网络水凝胶,研究了水凝胶在不同pH溶液、不同浓度NaCl与CaCl2溶液中的溶胀行为,结果表明,溶胀比随丙烯酸含量增大而增加,在碱性溶液中的溶胀度明显高于酸性溶液,溶胀平衡凝胶在酸性及碱性条件下均出现收缩,在pH=2和pH=12溶液中反复交换时,表现出可逆溶胀-退溶胀性能,具有较好的pH敏感性,凝胶在不同浓度NaCl与CaCl2溶液中溶胀性表明,溶液的离子强度及阳离子的电荷数对凝胶溶胀行为有较大影响。     

明胶-海藻酸钠半互穿聚合物网络膜及其电刺激响应行为的研究

制备了明胶-海藻酸钠半互穿聚合物网络膜，研究了膜的溶胀吸水率及其电刺激响应行为。结果表明海藻酸钠的引入可大大提高明胶的吸水率，在NaCl溶液中，该半互穿聚合物网络水凝胶膜在非接触直流电场作用下向电场负极弯曲，其弯曲速度及弯曲偏转量受外加电场强度和膜中聚离子浓度的影响。在循环电场作用下，膜的弯曲响应行为具有良好的可逆性。通过聚电解质凝胶弯曲理论初步解释了其弯曲机理。     

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。     

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。     

聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯/聚乙烯醇半互穿网络水凝胶的溶胀行为

以甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)和聚乙烯醇(PVA)为原料,通过自由基聚合法制备了一系列半互穿网络水凝胶(PDVA)。研究了原料配比对该系列半互穿网络水凝胶最低临界溶解温度(LCST)的影响,以及介质pH值、温度对半互穿网络水凝胶溶胀行为的影响。结果表明,PVDA系列半互穿网络水凝胶的LCST随PVA含量的增加而升高,在酸性和碱性条件下该系列水凝胶的溶胀度与温度之间的变化关系恰恰相反;当温度低于LCST时,水凝胶的溶胀度随介质pH值的增大呈现先增大后减小的变化趋势,而当温度高于LCST时,PDVA系列水凝胶的溶胀度几乎不随介质pH值的变化而变化。     

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。     

pH敏感型黄原胶/聚乙烯醇水凝胶的制备与表征

通过化学交联结合物理交联的方法制备了一种pH敏感型的黄原胶/聚乙烯醇(XG/PVA)复合水凝胶,研究了XG与PVA不同质量比、不同交联剂用量及不同冷冻-解冻循环次数对XG/PVA水凝胶溶胀性能和力学性能的影响。结果表明,XG与PVA质量比为1∶5,交联剂环氧氯丙烷用量为5%,冷冻-解冻循环3次时,XG/PVA复合水凝胶内部结构均匀紧密且具有较高的溶胀性能,此时凝胶的弹性模量和压缩强度达到(26.30±0.03)kPa和(134.36±0.43)kPa。并探讨了该实验条件制备的XG/PVA水凝胶的pH敏感性及pH刺激响应性,并以牛血清蛋白(BSA)为模型进行了体外药物释放性能测试及材料生物相容性实验的研究。结果表明,该凝胶具有良好的pH敏感性及pH刺激响应特性,不同pH环境下可实现体外BSA的控制释放,且具有良好的生物相容性,有望用于药物控释载体。     

聚丙烯酸类水凝胶的制备及其在碱性溶液中的pH敏感性

以（NH₄）₂S₂O₈和NaHSO₃为氧化-还原引发剂、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂,采用自由基水溶液聚合方法,分别合成了聚丙烯酸（PAAc）、聚丙烯酰胺（PAAm）和系列丙烯酸（AAc）质量分数（fAAc）不同的聚（丙烯酸-co-丙烯酰胺）（P（AAc-co-AAm））水凝胶。进而分别对其在碱性缓冲溶液和NaOH溶液中的pH敏感行为进行了探讨。结果表明,PAAc和P（AAc-co-AAm）凝胶在2种溶液中均具有优良的pH响应行为,且在NaOH溶液中的溶胀比大于缓冲溶液中;而PAAm凝胶仅在NaOH溶液中具有pH敏感性。2种溶液中,随f（AAc）的增加,P（AAc-co-AAm）凝胶的平衡溶胀比（ESR）增大;但在缓冲溶液中,当f（AAc）≥20%时,P（AAc-co-AAm）凝胶的溶胀行为与PAAc相似,而当f（AAc）<20%时,其溶胀则同时表现出PAAc和PAAm凝胶的溶胀特性。溶胀机理分析表明,凝胶的溶胀主要受聚合物网络内静电排斥作用和离子屏蔽效应控制。     

pH敏感聚乙烯醇/丙烯酸水凝胶制备及性能研究

采用自由基引发聚合制备了具有pH敏感性的聚乙烯醇(PVA)/丙烯酸(AA)共聚水凝胶,研究了PVA/AA水凝胶的溶胀动力学性能,在pH2-12范围内考察了PVA/AA水凝胶的pH敏感性。在pH=7时,PVA/AA水凝胶经过大约8小时的溶胀达到溶胀平衡,平衡溶胀率达到878g/g,当pH由4变化到7或由7变化到12时,PVA/AA水凝胶溶胀行为随水溶液pH有较大变化,表现出明显的pH敏感性。     

聚乙烯醇/海藻酸钠复合水凝胶的制备及电场响应性能

将聚乙烯醇和海藻酸钠的混合水溶液通过凝固浴凝固,再通过反复冷冻-解冻的方法制备出交联的水凝胶。该水凝胶在NaCl水溶液中加直流电场后表现出溶胀、收缩、弯曲行为。该凝胶的弯曲速度和最大弯曲度随电压及NaCl溶液浓度的增加而增大,最大形变量随凝胶中的海藻酸钠含量的增加而增大。     

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。     

阴离子型高吸水性树脂凝胶的响应性能

以CMCTS-g-PAA和CMCTS-g-(PAANa-co-PVP)两类羧甲基壳聚糖改性阴离子型高吸水性树脂凝胶为研究对象,对其所吸收液体性能变化的响应性进行了研究。研究发现,阴离子型高吸水性树脂随乙醇/水混合溶剂中乙醇体积分数(φ)的增大发生体积相转变;随树脂结构中链段极性的增大,凝胶相变点相应的(φ)值降低;并随所吸收液体中低极性乙醇含量的增大,-COO-之间的相互排斥作用减弱,树脂的吸水速率降低。当研究溶液离子强度对树脂溶胀性能的影响时发现,1/S值较大时,离子强度与Q5/3成正比;但离子浓度较大时,Q5/3与1/S的线性关系消失。此外所吸收溶液的pH值对树脂的吸收率也有很大的影响。     

纤维素纳米纤维接枝聚丙烯酸pH响应水凝胶的制备及性能

以硝酸铈铵为引发剂,将具有pH响应的聚丙烯酸(PAA)接枝到电纺纤维素(Cell)纳米纤维膜上,制备了pH响应纤维素接枝聚丙烯酸(Cell-g-PAA)纳米纤维水凝胶。研究了接枝单体丙烯酸(N)与纤维素(c)质量比对Cell-g-PAA形貌、接枝率和溶胀性的影响。结果表明:m(N)∶m(c)值从5增加到10,接枝率从11%急剧增加到28%,然后趋于平稳;而m(N)∶m(c)值从5增加到15,溶胀率从(15.2±1.6)g/g增加到(46.1±4.9)g/g,然后下降。同时,研究了pH值和离子强度对水凝胶溶胀率的影响,pH值从2.2增加到7.8时,水凝胶的溶胀率从(31.3±2.5)g/g增加到(42.7±3.2)g/g,pH值进一步增大,溶胀率降低;溶液中离子强度从0mol/L增加到0.15mol/L,水凝胶溶胀率从(36.2±2.6)g/g降低到(21.4±1.4)g/g。本研究为制备快速响应pH水凝胶提供了一种新方法。     

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。     

mahPEG800mah-AM-DMAEMA三元共聚复合水凝胶的增韧及智能响应性EI北大核心CSCD

以聚乙二醇马来酸酐双酯(mahPEGmah)、丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)为单体,通过自由基共聚,合成了一种高强度且具有温度、pH、电场响应性的智能型复合水凝胶。利用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析表征了凝胶的化学结构、形貌、结晶性能。研究结果表明,采用油溶性引发剂、交联剂在非均相体系中合成的水凝胶压缩强度明显优于水溶性引发剂、交联剂合成的水凝胶,且PEG相对分子质量为1000时,凝胶压缩强度可达12.5 MPa;随着DMAEMA含量的增加,凝胶的低临界溶解温度(LCST)升高,同时凝胶断面的SEM显示凝胶的韧性先增大后减小,当n(mahPEG1000mah)∶n(AM)∶n(DMAEMA)=1∶8∶1时,凝胶的韧性最好;PEG的相对分子质量增大,凝胶溶胀度上升、响应敏感性增强;随交联度的增大,凝胶的最大弯曲角度和电场敏感性有所降低。     

mahPEG800mah-AM-DMAEMA三元共聚复合水凝胶的增韧及智能响应性

以聚乙二醇马来酸酐双酯(mahPEGmah)、丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)为单体,通过自由基共聚,合成了一种高强度且具有温度、pH、电场响应性的智能型复合水凝胶。利用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析表征了凝胶的化学结构、形貌、结晶性能。研究结果表明,采用油溶性引发剂、交联剂在非均相体系中合成的水凝胶压缩强度明显优于水溶性引发剂、交联剂合成的水凝胶,且PEG相对分子质量为1000时,凝胶压缩强度可达12.5 MPa;随着DMAEMA含量的增加,凝胶的低临界溶解温度(LCST)升高,同时凝胶断面的SEM显示凝胶的韧性先增大后减小,当n(mahPEG1000mah)∶n(AM)∶n(DMAEMA)=1∶8∶1时,凝胶的韧性最好;PEG的相对分子质量增大,凝胶溶胀度上升、响应敏感性增强;随交联度的增大,凝胶的最大弯曲角度和电场敏感性有所降低。     

PVA/PAA复合膜电响应特性的研究

通过研究PVA/PAA复合膜红外光谱特性,扫描电镜分析,及电场作用下膜通量的变化,阐明了PVA/PAA复合膜的电响应特性和规律。研究结果表明:制备的PVA/PAA复合膜中PVA与戊二醛已经发生交联反应形成酯键;-COOH基团的离子化是产生电响应的必要条件。随着PAA含量的增加,膜通量也明显的增加,表明体系中离子基团的数量(浓度)能够强烈影响PVA复合膜的直流电响应性;随着电场强度的增大,膜通量增加;在离子强度小于0.01mol/L时,膜通量随离子强度的增加而增加,但当离子强度大于0.01mol/L时,膜通量则呈现下降的趋势。在实验条件下,比较理想电响应条件为PVA∶PAA=1∶1,溶液离子强度为0.01mol/L。