聚乙烯吡咯烷酮半互穿网络智能凝胶的合成和电场行为研究

利用化学交联法,制备了由聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和丙烯酰胺(Am)、丙烯酸(AA)复合的具有半互穿网络(Semi-IPNs)结构的高分子水凝胶。研究了凝胶在直流电场作用下NaCl溶液中的溶胀、弯曲行为及交联剂含量、PVP含量对水凝胶的溶胀性质、拉伸强度的影响。结果表明凝胶的最大弯曲率随着时间和电场强度的增加而增大,随溶液离子浓度的增加呈现出最大值。增加PVP可以提高拉伸强度降低弯曲度,适当增加交联剂,可以加强拉伸强度108.51%,降低溶胀度68.29%。     

温度和pH双重刺激响应型水凝胶的溶胀性能研究

以丙烯酰胺、丙烯酸和双丙酮丙烯酰胺为原料,以N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,2-酮戊二酸为引发剂,采用光引发聚合方法制备出系列新型温度和pH响应型水凝胶。考察了交联剂用量、水凝胶组成、温度和pH值对凝胶溶胀性能的影响。结果表明,随交联剂用量的增加,凝胶的溶胀率减小,随凝胶组成中AA含量的增加,凝胶的溶胀率增加。凝胶的溶胀率随温度的升高而减小,随pH值的增大而增加,表现出显著的温敏和pH敏感性。     

提高蒸汽驱油井采收率的凝胶封堵剂性能评价

文章通过对油井用蒸汽驱封堵剂进行研究,制备了一种温度选择性的新型聚合物凝胶封堵剂,并对其性能进行评价。以N-亚甲基双丙烯酰胺和氯化四烯丙铵为交联剂,在一定条件下与聚丙烯酰胺溶液发生聚合作用,得到一种新型耐高温聚合物凝胶,可通过温度来控制其溶胀性。研究结果表明,随温度的升高,凝胶吸水度增加,强度增大。当温度达到280℃时吸水度和强度达到最大,随后增加幅度趋于平缓。将此凝胶随蒸汽沿油井注入高温汽窜通道后能吸水溶胀,形成坚固的水凝胶,有效封堵蒸汽突破,提高油井采收率。     

GA-g-PAA/ST复合水凝胶的合成与表征

以阿拉伯胶(GA)、丙烯酸(AA)、海泡石黏土(ST)为原料,采用微波辐射法,通过接枝共聚合成了GA-g-PAA/ST复合水凝胶,利用FTIR、XRD和SEM表征了水凝胶的结构和形貌,用TG分析了水凝胶的热稳定性能,同时探讨了水凝胶在不同价态阳离子盐溶液的溶胀行为和保水性能。结果显示:GA、ST和AA发生了接枝共聚反应,共聚物插层到ST的层间,形成剥离型均匀的三维网络复合高吸水性水凝胶。当盐溶液浓度为20 mmol/L时,水凝胶在NaCl、BaCl_2、AlCl_3溶液中的吸水倍率分别为112、38和29 g/g。表面活性剂溶液浓度为20 mmol/L时,水凝胶在十二烷基硫酸钠(SDS)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液的吸水倍率分别为135和105 g/g。水凝胶在NaCl和BaCl_2溶液经过3次溶胀-去溶胀循环后,其吸水倍率分别为80和12 g/g,表明水凝胶在NaCl和BaCl_2盐溶液中具有较强的盐响应性能和良好的可逆行为,水凝胶具有较好的热稳定性和保水性能。     

聚丙烯酸镁/丙烯酸钠双交联水凝胶的制备及性能研究

以丙烯酸镁(Mg A)和丙烯酸钠(SA)为单体、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为共价交联剂,通过溶液聚合方法制备了系列聚丙烯酸镁/丙烯酸钠(PAMgA/x-PASA)双交联水凝胶,并测试分析了共聚水凝胶材料的结构、吸水特性和力学性能。结果表明,MBA作用下丙烯酸镁和丙烯酸钠形成了双交联结构的共聚水凝胶,显著提高了丙烯酸盐水凝胶的吸水溶胀比、保水性和重复吸水能力。当SA质量分数为20%时,水凝胶的吸水溶胀比达550%,较单一离子交联的聚丙烯酸镁提高近4倍; 12 h干燥后的保水率约60%;而多次干燥-吸水溶胀以后,水凝胶的吸水溶胀比仍高达300%。此外,丙烯酸钠和MBA的加入对水凝胶的拉伸强度影响不大,但显著提高了材料的断裂伸长率,可从395%提高到690%。     

EDTA改性P(AA-AMPS)/SA耐水解水凝胶的制备及其对Cu2+、Cr3+的吸附性能

以海藻酸钠(SA)为原料,丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,四烯丙基溴化铵(TAAB)为交联剂,EDTA二钠为添加剂,制备了改性耐水解多孔水凝胶P(AA-AMPS)/SA,对水凝胶吸水性能及其对Cu2+、Cr3+的吸附性能进行了测定,探究了凝胶吸附等温线及吸附动力学,利用FTIR、SEM、AFM对凝胶表面形态进行了分析。结果表明,SA的加入可提高水凝胶的溶胀速率,制备的改性水凝胶具有优异的耐水解性能,pH=7、125℃下在水溶液中的吸水倍率可达350.4g/g;EDTA二钠的加入及溶液pH增大均有利于提高水凝胶对Cu2+、Cr3+的吸附性能。在吸附温度为20℃,pH为7,吸附时间为1h时,水凝胶(0.1g)在Cu Cl2 (0.07 mol/L)、Cr Cl3(0.05 mol/L)溶液中的吸附量最大,分别为539.2、286.7 mg/g。水凝胶对Cu2+的吸附机理符合Langmuir吸附等温式,对Cr3+的吸附符合Freundlich模型。吸附均为自发放热过程,吸附温度升高,达到吸附平衡的时间缩短,吸附量略有降低。     

CMC-P(AA-AM)水凝胶的制备及溶胀性能测定

以羧甲基纤维素钠(CMC)为原料、丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(VA-044)为引发剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂制备了CMC-P(AA-AM)水凝胶，研究了聚合条件对其溶胀性能的影响，通过单因素试验确定最佳聚合条件；利用傅里叶红外光谱、热失重对水凝胶结构进行表征；重点考察了水凝胶在不同盐、pH及表面活性剂溶液中的溶胀性能。结果表明，CMC、VA-044、NMBA、AM占AA的质量分数分别为9%、0.7%、0.7%、33.3%时，水凝胶溶胀倍率最大，为253.2 g/g。CMC-P(AA-AM)在不同盐溶液中的溶胀性能差距较大，对重金属离子更为敏感。水凝胶在pH 5～9范围内保持了较高的溶胀性能，表现出良好的pH响应性能。CMC-P(AA-AM)在阴离子表面活性剂溶液中溶胀性能优于非离子、阳离子溶液，在油酸钠中的吸水倍率为210.0 g/g。     

空心玻璃微珠对聚丙烯酸水凝胶溶胀性能的影响

为了研究空心玻璃微珠(HGM)的加入对合成聚丙烯酸(PAA)水凝胶的吸水溶胀性、耐盐性及pH敏感性的影响,以丙烯酸(AA)为单体、聚乙二醇为有机致孔剂、HGM为无机致孔剂、过硫酸铵为引发剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,通过自由基溶液聚合制备了5种不同HGM投料量的PAA水凝胶,并对其结构、热稳定性、表面形貌以及其在纯水、生理盐水和pH缓冲液中的溶胀行为进行了表征。结果表明,HGM的加入并不影响PAA水凝胶的化学组成和热稳定性,但有利于凝胶致孔;适量HGM的加入有助于大幅提高PAA水凝胶的吸水溶胀性、耐盐性和pH敏感性;当HGM的投料量为单体AA质量的10%时,PAA水凝胶的孔结构最丰富,其吸水平衡溶胀比可达345 g/g,吸盐水平衡溶胀比为47 g/g,pH敏感性在5种水凝胶中最佳。     

P(DMAM-co-AA)水凝胶的溶胀行为

采用水溶液聚合法合成了N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)与丙烯酸(AA)的共聚物[P(DMAM-coAA)]水凝胶,研究了温度、Na Cl浓度、p H值对水凝胶溶胀行为的影响,以及该水凝胶的溶胀与消胀动力学。结果表明:P(DMAM-co-AA)水凝胶的吸水能力随温度和Na Cl浓度升高而下降,在中性条件下的吸水能力较弱,在酸性和碱性条件下吸水能力较强,其溶胀和消胀速率随溶胀时间和消胀时间延长而逐渐降低,约10 h达到平衡状态。     

稀土配合物及其共聚物的合成与性能研究

以丙烯酸(HAA)、甲基丙烯酸(HMA)及1,10-邻菲罗啉(Phen)为配体与氧化铕(Eu2O3)反应得到二元配合物Eu(AA)3、Eu(MA)3和三元配合物Eu(AA)3Phen、Eu(MA)3Phen。将生成的配合物与HMA和甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚,得到一系列三元共聚物。通过元素分析、红外光谱、荧光光谱和热分析对配合物进行了分析与表征,发现配合物具有良好的荧光强度和热稳定性。三元配合物的荧光强度相对于二元配合物有显著提高。共聚物可发射Eu3+的特征荧光,荧光强度随配合物含量的增加而增加,且未发生浓度猝灭现象。三元配合物在反应单体MMA和HMA中的溶解度低于二元配合物,从而使在最大溶解度下二元配合物与反应单体生成共聚物的荧光强度高于相应的三元配合物与反应单体生成的共聚物。     

pH敏感瓜胶/聚丙烯酸半互穿网络水凝胶研究

制备了瓜胶/聚丙烯酸(GG/PAA)的半互穿网络(sem i-IPN)水凝胶,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,考察了加料量、溶胀介质pH对平衡溶胀率(ESR)的影响。结果表明:GG/PAA半互穿网络水凝胶的ESR在pH≤3时较小,pH>4后增加较快,pH=8.2时达最大值,继续增加pH,ESR又呈下降趋势,体系具有pH敏感性。在pH相同条件下,ESR随GG用量增加而减小,随丙烯酸(AA)用量增加而增大。pH=8.2、ρ(GG)从5 g/L增加到25 g/L时,ESR从3 142降低到1 026;当ρ(AA)用量从125 g/L增加到375 g/L时,ESR从1 195增加到2 611。m(MBA)∶m(AA)=(0.5∶100)~(1.2∶100)时,ESR略有增加。GG/PAA半互穿网络水凝胶的溶胀动力学表明,该类凝胶满足在胃液pH环境中溶胀率较小、小肠部位pH环境中溶胀率较高的要求,因此,通过调整配方,结合瓜胶只被结肠部位细菌降解的特性,GG/PAA半互穿网络水凝胶有望成为一种理想的靶向结肠给药载体。     

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%。     

改性聚天冬氨酸复合水凝胶的制备及性能

以聚琥珀酰亚胺（PSI）、丙烯酸（AA）和丙烯酰胺（AM）为原料,KH550和KH570为联合交联剂,采用水溶液聚合法合成了聚天冬氨酸/聚（丙烯酸-丙烯酰胺）复合水凝胶［KPAsp/P（AA-AM）］;探讨了交联剂用量、原料配比对KPAsp/P（AA-AM）复合水凝胶溶胀性能的影响;采用FTIR和TG对水凝胶进行了表征。结果表明当v（KH550）∶v（KH570）=1∶1和n（PSI）∶n（AA）∶n（AM）=1∶3∶1时,所合成的复合水凝胶溶胀性能最佳,溶胀度达到395。通过吸水动力学研究表明,共聚链的引入改变了水凝胶的吸水行为。研究了复合水凝胶对阿莫西林的控释性能,结果表明,复合水凝胶的载药量可达29.98mg/g;在37℃、pH=1.8的NaCl溶液中,负载了阿莫西林的复合水凝胶在2h对药物的释放率达到57%,24h左右达到85%。     

Eu(TTA)_3phen/PMMA温敏漆的制备及表征

以三氯化铕、α-噻吩甲酰基三氟丙酮(HTTA)、邻菲罗啉(phen)为原料合成了Eu(TTA)3phen探针分子,将探针分子与甲基丙烯酸甲酯(MMA)混合后进行聚合,获得了Eu(TTA)3phen/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)温敏漆。采用红外光谱(IR)、差热-热重分析(TG-DTA)、荧光光谱对探针分子的结构和形貌及温敏漆温度猝灭性能进行了一系列测试和表征。红外光谱分析表明,探针分子中Eu3+、HTTA、phen间形成了良好的配位键;TG-DTA分析表明,在285℃以下探针分子能够稳定存在。不同温度下荧光光谱表明,随着温度的升高,温敏漆荧光发射强度逐渐减弱,而最强发射峰波长不随温度变化,均在613nm左右,说明温敏漆具有良好的温度猝灭特性。     

P(AM-AANa)水凝胶的合成及表征

以丙烯酸钠(AANa)、丙烯酰胺(AM)为原料,过硫酸胺((NH)4S2O8)为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用水溶液聚合法制备了聚合物P(AM-AANa)。利用红外光谱对P(AM-AANa)的结构进行了表征,并考察了丙烯酸(AA)中和度、AM和AANa物质的量比、(NH)4S2O8用量、MBA用量、反应时间、反应温度等因素对聚合物溶胀性能的影响。结果表明,当nAM∶nAA=2∶1、AA中和度为70%、引发剂用量为单体用量的0. 4%、交联剂用量为单体用量的0. 8%、反应温度为65℃、反应时间为8 h时,所制备的P(AM-AANa)水凝胶具有最佳溶胀性能。     

聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯水凝胶敏感性研究

采用热化学聚合法制备了聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(PDMAEMA)水凝胶,对其溶胀性能进行了研究,考察了温度、pH和离子强度对其溶胀行为的影响.结果表明,PDMAEMA水凝胶具有温度敏感性,其低临界相变温度在50℃左右;水凝胶具有pH敏感性,其溶胀率在pH=8附近有一突变的下降过程;具有离子强度敏感性,溶胀率随离子强度的增加呈线性下降的趋势.     

壳聚糖基耐温型吸水树脂的制备及性能研究

为探讨吸水树脂的耐温性能,以壳聚糖（CTS）和丙烯酸（AA）为原料,采用水溶液接枝聚合法制备了具有一定耐温性能的高吸水树脂。实验结果表明,吸水树脂的最佳制备工艺条件为：交联剂用量为0.16 g,丙烯酸中和度为80%,m(AA)∶m(CTS)=10∶1,反应温度为80℃。在此条件下制备的吸水树脂对不同温度的水都有一定的吸水性能,但随着水温的升高,吸水率稍有下降,对95℃热水的吸水率可达446 g/g。傅里叶红外光谱仪表征结果表明,壳聚糖和丙烯酸确实发生了接枝共聚反应。     

EDTA改性P（AA-AMPS）/SA耐水解水凝胶的制备及对Cu2 、Cr3 吸附性能测定

以海藻酸钠（SA）为原料，丙烯酸（AA）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体，四烯丙基溴化铵（TAAB）为交联剂，EDTA二钠为添加剂，制备了一种改性P（AA-AMPS）/SA耐水解多孔水凝胶，对制备的水凝胶吸水性能及对Cu2 、Cr3 吸附性能进行了测定，探究了凝胶吸附等温线及吸附动力学，并利用FTIR、SEM、AFM对凝胶表面形态进行分析。实验结果表明，加入SA可明显提高水凝胶的溶胀速率，制备的改性水凝胶具有优异的耐水解性能，125℃下在蒸馏水中的吸水倍率可达350.4g/g。加入改性剂EDTA二钠，增大溶液pH值均有利于提高水凝胶对Cu2 、Cr3 的吸附性能，最大吸附量分别为539.2、286.7mg/g。水凝胶对Cu2 的吸附机理符合Langmuir吸附等温式，对Cr3 的吸附更符合Freundlich模型。吸附均为自发放热过程，吸附温度升高，达吸附平衡时间缩短，吸附量略有降低。     

GO-P(AA-AM)吸水树脂的制备及其性能北大核心

以氧化石墨烯(GO)为改性剂,丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(Va-044)为引发剂,采用水溶液聚合法制备了GO-聚(AA-AM)[P(AA-AM)]吸水树脂,并研究了GO对吸水树脂吸水性能的影响。结果表明,GO改性吸水树脂的最佳制备条件:中和度为80%,GO,NMBA,Va-044用量分别为AA质量的0.3%,0.7%,0.7%,m(AA)∶m(AM)为3∶1,得到的吸水树脂的吸水倍率为293.0 g/g。GO的加入明显改善了吸水树脂的溶胀速率、保水性能及重复使用性能。     

HPMC水凝胶溶胀性能的影响因素研究

制备了一系列具有不同相对分子质量和取代度的羟丙基甲基纤维素(HPMC)水凝胶,并用称重的方法对凝胶的溶胀性能进行了研究,考察了温度、pH值、溶剂类型、取代度和相对分子质量对HPMC水凝胶溶胀性能的影响。结果显示,HPMC水凝胶的平衡溶胀度随温度的升高而减小;其溶胀行为受溶剂影响显著,而受溶液pH值的影响不明显;而取代度和相对分子质量都对凝胶溶胀行为有较大的影响。