PAM/SA/CNFs复合水凝胶的制备与性能研究

通过溶液交联聚合法制备了聚丙烯酰胺(PAM)/海藻酸钠(SA)/纤维素纳米纤维(CNFs)半互穿网络结构复合水凝胶。研究了不同添加量的CNFs对SA/PAM/CNFs复合水凝胶的溶胀性能和力学性能的影响;并测定了该复合水凝胶对亚甲基蓝染料的吸附性能。结果表明:当CNFs添加量为0.1ω/%时,复合水凝胶对亚甲基蓝染料的吸附效果最好,且平衡溶胀度最大为9.47,复合水凝胶压缩应力达到114.64 kPa。     

聚丙烯酰胺/碳量子点/氧化石墨烯复合水凝胶制备及其性能分析

目前相比于只用一种物理交联剂,同时用两种物理交联剂提高复合水凝胶力学性能的研究少有报道。为了研究同时以碳量子点（CQDs）和氧化石墨烯（GO）作为多官能度物理交联剂对复合水凝胶力学性能的影响,本文首先分别用低温水热法和改进的Hummer法制备了50mg/mL 的CQDs水分散液和5mg/mL的GO水分散液。通过原位自由基聚合的方法,改变CQDs和GO用量,制备了一系列聚丙烯酰胺（PAM）类纳米复合水凝胶（PAM/CQDs/GO）。利用X射线衍射仪、拉力机和流变仪对所得的水凝胶进行表征和测试。得出当用1mL的CQDs水分散液和4mL的GO水分散液制备的PAM/CQDs/GO复合水凝胶力学综合性能最好,其断裂伸长率为3916.86%,拉伸强度为165.3kPa,杨氏模量为33.36kPa。结果表明：适量的CQDs和GO都能提高PAM/CQDs/GO复合水凝胶的多种力学性能,其中GO更有利于增大纳米复合水凝胶的拉伸强度、杨氏模量和耗散能,而CQDs更有利于增大断裂伸长率。与GO相反,CQDs的加入能提高纳米复合水凝胶的黏性、降低其刚性和再次被拉伸时的杨氏模量。通过对CQDs和GO的用量进行调节,可以制备出力学性能不同的纳米复合水凝胶,以满足不同领域的需要,拓宽水凝胶的应用范围。     

温敏多孔纳米复合水凝胶的制备及性能研究

试验以钠基膨润土,丙烯酰胺和双丙酮丙烯酰胺为主要原料,以聚乙二醇为致孔剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用插层聚合法和接枝共聚致孔法制备了温敏多孔纳米复合水凝胶。研究了复合水凝胶的失水率性能和对污染水体中Cr(Ⅵ)的去除效果。结果表明,制备的纳米复合水凝胶具备温度响应性,随着温度的升高,水凝胶的失水率可达43. 03%。复合水凝胶随着投加量的增加,对Cr(Ⅵ)去除率越高。水凝胶投加量为5. 5 g时,最好吸附量可达81. 3%。     

葡萄糖响应GO/微凝胶复合水凝胶的制备及性能

为了实现胰岛素对糖尿病患者血糖浓度智能调控,提出以3-丙烯酰胺基苯硼酸(AAPBA)、N,N'-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、丙烯酰胺(AAm)为单体,70℃下经乳液聚合制备Poly(AAPBA-DMAA-co-AAm)微凝胶.以微凝胶为交联点,氧化石墨烯(GO)为改进剂,制备了GO/微凝胶复合水凝胶.采用傅里叶红外光谱...     

有机/无机复合自修复水凝胶的制备及对Cu~(2+)吸附性能研究

以纳米粘土为交联剂制备了具有自修复性能的聚丙烯酰胺/海藻酸钠/粘土(PAM/SA/Clay)复合水凝胶。探讨了单体与粘土配比、单体与海藻酸钠配比等参数对水凝胶成胶性能的影响。重点对该复合水凝胶的自修复机理、自修复性能及对重金属(Cu~(2+))吸附性能进行评价。结果表明,该复合水凝胶中粘土与单体配比在1∶1时有良好的成胶性能;水凝胶的溶胀性能随粘土含量的增加而下降,最大溶胀率为20.3622g·g~(-1);随着海藻酸钠含量的升高,凝胶的重金属吸附性能提高,单体、粘土及海藻酸钠用量比为1∶1∶0.2时,24h吸附量最大为1.4300×10~(-5)mol·g~(-1);合成的水凝胶在室温下无需任何外加条件,24h即可实现损伤断面的良好的修复。     

P(AAm-co-AA)/Ag复合材料制备及表征

以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(N,N-MBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,采用交联共聚方法合成了具有pH敏感性的半互穿网络丙烯酰胺-co-丙烯酸水凝胶P(AAm-co-AA),利用水凝胶网络结构作为纳米反应器,自组装制备了纳米复合水凝胶P(AAm-co-AA)/Ag。水凝胶的溶胀行为研究表明,AAm与AA的质量比影响P(AAm-co-AA)/Ag水凝胶平衡溶胀率。     

基于互穿网络技术构筑的氧化海藻酸钠/纤维素纳米晶/聚丙烯酰胺-明胶复合水凝胶与性能

为了提高海藻酸盐水凝胶的生物应用性,采用互穿网络技术、纤维素纳米晶(CNCs)补强和明胶表面覆积相结合的方法构建了氧化海藻酸盐/纤维素纳米晶/聚丙烯酰胺-明胶 (OSA/CNCs/PAM-GT) 复合水凝胶。通过FT-IR、TGA、 XRD、溶胀性和降解性实验以及细胞相容性测试考察了CNCs含量对OSA/CNCs/PAM-GT复合水凝胶结构和性能的影响。实验结果表明,CNCs能够与基体中的聚合物产生相互作用力。并且随着CNCs含量的增加,OSA/CNCs/PAM-GT 复合水凝胶的孔隙率下降,力学性能提高。而且它们的溶胀性和生物降解性虽然受CNCs含量增加而呈现下降的趋势,但是幅度较小,说明CNCs能够在一定程度上调控复合水凝胶的物化性能。同时,OSA/CNCs/PAM-GT 复合水凝胶展现出较好的细胞粘附、增殖和分化性能。当CNCs的含量在0.5%时,细胞增殖的效果最佳,而CNCs的含量为1.5%时,细胞分化效果最显著。因此,将CNCs掺杂到OSA/PAM互穿网络基体中能够有效地调控其生物性能,使其适用于生物医学领域。     

化学交联法制备ZnO/PVA复合水凝胶

以氯化锌为原料制备纳米氧化锌(ZnO),采用化学交联法法制备ZnO/聚乙烯醇(PVA)复合水凝胶,研究ZnO加入量对复合水凝胶拉伸强度、断裂伸长率以及溶胀性能的影响。实验结果表明:ZnO含量为0.1%时,复合水凝胶的拉伸强度和断裂伸长率最大,而ZnO含量为0.4%时,复合水凝胶的溶胀率最大。     

PAA/PEG复合水凝胶膜的制备及其性能

以丙烯酸(AA)为单体、聚乙二醇(PEG)为大分子模板、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵为引发剂,通过自由基溶液聚合法原位聚合制备了聚丙烯酸(PAA)/PEG复合水凝胶膜,研究了PEG用量对复合水凝胶成膜性、热稳定性、溶胀性能和力学性能的影响。结果表明:成功制备了PAA/PEG复合水凝胶膜;适量PEG的引入有利于复合水凝胶成膜;PAA/PEG复合水凝胶膜的热稳定性良好;PEG的引入对水凝胶膜的吸水溶胀性能不利;适量PEG有利于提高凝胶的力学性能,复合水凝胶膜软而韧;PEG与AA质量比为0.4的PAA/PEG复合水凝胶的拉伸强度和断裂标称应变最大,分别为1.58 MPa,414%。     

N-异丙基丙烯酰胺/甲基丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶研究

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和甲基丙烯酸(MAA)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,在氧化石墨烯(GO)水溶液中进行自由基原位聚合,制备了聚N-异丙基丙烯酰胺/聚甲基丙烯酸/氧化石墨烯(PNIPAM/PMAA/GO)复合水凝胶,研究了GO的含量变化对复合水凝胶性能的影响。结果表明,GO的加入能明显提高水凝胶的力学性能,复合水凝胶的平衡溶胀比随着GO含量的增加而降低,并且也具有优异的pH敏感性。     

基于苯硼酸微凝胶复合水凝胶的制备及性能

以3-氨基苯硼酸(AAPBA)为葡萄糖敏感基元,N,N′-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、丙烯酰胺(AAm)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,70℃下乳液聚合制备微凝胶。以微凝胶为反应基质作为交联点,添加相应单体,制备复合水凝胶P(AAPBA-DMAA-co-AAm)/P(AAPBA-DMAA-co-AAm)。通过FTIR、SEM和TGA分别对复合水凝胶的化学结构、表面结构和热稳定性能进行表征。通过称量法测试复合水凝胶对葡萄糖的响应性,得出添加微凝胶提高了水凝胶的响应速率,平衡时间在50 min左右。多次的重复实验说明微凝胶的添加提高了水凝胶的机械强度,复合水凝胶的重现性良好。复合水凝胶对葡萄糖响应性能优异,为凝胶用于药物释放体系奠定了基础。     

聚乙烯醇/聚丙烯酸钠/Zn0.2Fe2.8O4复合水凝胶的制备及其溶胀行为

将水溶性纳米Zn0.2Fe2.8O4(ZFO)粒子、用氢氧化钠(NaOH)中和的丙烯酸(PAAS)加入一定量的聚乙烯醇(PVA)水溶液中分散均匀,再加入引发剂过硫酸钾、交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺引发聚合,制备了PVA/PAAS/ZFO水凝胶。采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)对其组成和结构进行表征,并系统研究了复合水凝胶在不同溶剂中的溶胀性能。结果表明,纳米ZFO粒子均匀分散在PVA/PAAS凝胶网络中,纳米ZFO粒子的加入使水凝胶的溶胀速率和平衡溶胀度先增加后减小,在纳米ZFO含量为1%时达到最大;在不同浓度的电解质溶液和不同pH值的溶液中进行溶胀时,水凝胶表现出良好的离子浓度和p H刺激响应性。     

聚乙烯醇／纳米羟基磷灰石复合水凝胶的制备及抗菌性能

采用溶液法制备了聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石复合水凝胶,探讨了聚乙烯醇含量对复合水凝胶抗菌性能的影响,用X射线衍射分析(XRD)、红外光谱分析(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等方法对聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石复合水凝胶的晶态结构及分散状态进行了表征,并用抑菌圈法对复合水凝胶的抗菌性能进行检测.研究发现,聚乙烯醇/羟基磷灰石复合水凝胶形成了良好的结品结构且分散良好,分布均匀,其对金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、白色念珠菌具有良好的杀灭作用,其抑菌圈直径分别达15 mm、20 mm、20 mm,但对大肠杆菌无抵制作用.     

金刚石膜表面ZnO纳米棒制备及场发射性能研究

以硝酸锌为原料,乌洛托品为催化剂,采用水热法分别在自支撑金刚石膜及硅基底上制备了ZnO纳米棒。采用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱、PL谱、场发射测试表征了ZnO纳米棒/硅及ZnO纳米棒/自支撑金刚石膜的形貌、尺寸及场发射性能。结果表明,在两种基底上制备的ZnO纳米棒均沿c轴方向生长,其中在自支撑金刚石膜上制备的ZnO纳米棒出现了尖端现象,并且具有更好的结晶度、纯度与更少的结构缺陷,其开启电场为6.8 V/μm,在11.9 V/μm的电场下,发射电流密度为0.20 m A/cm~2,场增强因子比在Si基底上制备的ZnO纳米棒的场发射性能高11.5倍。     

纳米纤维/海藻酸钙抗菌复合水凝胶的制备与表征

海藻酸钙水凝胶敷料作为一种"湿疗法"产品广泛用于伤口护理领域,但其无抗菌性,且缺乏细胞黏附的位点。通过将海藻酸盐和纳米氧化细菌纤维素(TOBC)共混,使用浸渍富集法负载抗菌剂聚六亚甲基双胍(PHMB)制备出一种多功能复合水凝胶,并使用场发射扫描电镜、酶标仪、激光共聚焦显微镜对复合水凝胶的结构和性能进行表征。结果表明:复合水凝胶为透明状,表面存在大量的纳米纤维,生物活性得到提高。使用0.001%PHMB溶液处理后,复合水凝胶对于大肠埃希菌和金黄葡萄球菌均具有良好抗菌效果,同时兼具优异的生物相容性。     

基于互穿网络技术构筑的氧化海藻酸钠/纤维素纳米晶/聚丙烯酰胺-明胶双网络水凝胶与性能

为了提高海藻酸盐水凝胶的生物应用性，以氧化海藻酸钠（OSA）为原料，采用互穿网络技术、纤维素纳米晶（CNCs）补强和明胶（GT）表面覆积相结合的方法构建了OSA/CNCs/PAM-GT复合水凝胶（其中，PAM为聚丙烯酰胺）。通过FTIR、TGA、XRD、SEM、溶胀性和降解性实验以及细胞相容性测试考察了CNCs含量对OSA/CNCs/PAM-GT复合水凝胶结构和性能的影响。结果表明，CNCs能够与基体中的聚合物产生相互作用力。随着CNCs含量的增加，OSA/CNCs/PAM-GT复合水凝胶的孔隙率下降，力学性能提高，其溶胀率随CNCs含量增加呈下降趋势（下降幅度较小）而生物降解率呈上升趋势，说明CNCs能够在一定程度上调控复合水凝胶的物化性能。OSA/CNCs/PAM-GT复合水凝胶展现出较好的细胞黏附、增殖和分化性能。当CNCs的含量为0.5%时（以OSA溶液质量为基准，下同），人骨瘤(MG63)细胞增殖效果最佳，而CNCs的含量为1.5%时，MG63细胞分化效果最显著。     

胶束模板法制备海藻酸复合水凝胶及性能研究

以海藻酸钠(Na-Alg)为原料、丙烯酸(AA)为单体、过硫酸铵(APS)为引发剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,控制表面活性剂正十二烷基硫酸钠(SDS)的加入量,制备了具有多孔结构的pH敏感型海藻酸/聚丙烯酸复合水凝胶(alginate/PAA composite hydrogels,简写为T-APCGs)。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对其进行了表征,结果显示加入0.96 g SDS的复合水凝胶孔洞数量最多且分布最均匀。在水中测其溶胀度,发现加入1.96 g SDS的复合水凝胶溶胀度最大为165 g/g。在不同pH条件下测试T-APCGs的溶胀性能,证明其具备良好的pH敏感性.探究了T-APCGs对牛血清白蛋白(BSA)负载及释放能力,测得其对BSA最大负载量为0.184 g/g,在pH=1.2的模拟胃液环境下累计释放率为10%,在pH=7.5的模拟肠液环境下累积释放率为95%。这种复合材料有望作为一种新型药物载体被用于医疗行业。     

聚N异丙基丙烯酰胺/黏土纳米复合自修复水凝胶的制备及性能

以N异丙基丙烯酰胺(PNIPA)为单体,纳米黏土硅酸镁锂(LXG)为交联剂,通过原位聚合反应制备了一种具有自修复功能的高分子/纳米黏土复合水凝胶。探讨了单体和黏土配比、单体与分散剂配比等参数对水凝胶成胶性能的影响。重点对该复合水凝胶自修复机理及性能进行评价。结果表明,当单体与黏土比例为1.5~2：1,单体与分散剂比例为1：10时水凝胶成胶性能良好;水凝胶的溶胀性能随黏土含量的增加而下降,最大溶胀率为12.8 g/g;合成的水凝胶在室温下无需任何修复剂,24 h即可实现损伤断面的良好修复,自修复效率最高为43.1 %。     

3D打印纳米纤维/藻酸盐基水凝胶的制备与表征

以2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)氧化细菌纤维素(TOBC)作为增强体,制备了一系列的纳米纤维/藻酸盐(SA)基纳米复合水凝胶,研究了TOBC对纳米复合水凝胶的微观形貌、压缩、溶胀、生物相容性等性能的影响。通过流变实验与3D打印实验探究TOBC/SA纳米复合水凝胶的可印刷能力。结果表明,TOBC的加入显著增强了SA水凝胶的压缩性能。当TOBC含量为50%时,水凝胶压缩强度可达260.9 kPa,压缩性能最优。TOBC增强了混合油墨的非牛顿性,并使触变恢复能力最高达到83%,可3D打印制造出结构可控的复杂结构。纳米复合水凝胶表现出优异的细胞相容性,在生物医用领域特别是组织再生具有潜在的应用前景。     

活性炭对聚丙烯酸水凝胶pH敏感性的影响

以丙烯酸(AA)为单体、活性炭(AC)为惰性致孔剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵为引发剂,采用自由基溶液聚合法制备了聚丙烯酸(PAA)/AC复合水凝胶,并研究了AC的引入对PAA水凝胶pH敏感性的影响以及不同pH值的缓冲液中水凝胶的溶胀动力学。结果表明:AC的引入并未影响PAA水凝胶的化学组成和热稳定性,但增大了其孔隙尺寸;AC的引入提高了PAA水凝胶的pH敏感性;冻干的PAA/AC复合水凝胶比烘干的PAA/AC复合水凝胶达到溶胀平衡的速率更快、平衡溶胀比更大。