前端聚合法制备聚丙烯酸/蒙脱土复合水凝胶及其性能测定

以丙三醇和水为混合溶剂,采用前端聚合法合成了聚丙烯酸(PAA)/蒙脱土(MMT)复合水凝胶,并对复合水凝胶的分子结构、微观形貌和热性能进行了表征;探究了MMT用量对聚合参数、复合水凝胶吸(盐)水及吸附碱性品红染料的影响。结果表明:丙三醇与水的质量比为3∶1时能有效抑制MMT聚沉;当MMT用量为3%时,复合水凝胶的吸水量达最大值632g/g;PAA/MMT复合水凝胶为pH敏感水凝胶;MMT的加入提高了水凝胶对碱性品红的吸附性能。     

Ag/PVA复合水凝胶的制备及其性能的研究

通过沉淀法制备Ag/PVA复合水凝胶,对复合水凝胶的微观结构进行了表征,并对其力学性能和抗菌性能进行了研究.结果表明,银微粒可以通过沉淀法均匀分散在水溶性的PVA中,形成Ag/PVA复合水凝胶,并且这种复合水凝胶具有抗菌性能,并改善了PVA水凝胶的力学性能.     

Ag／PVA复合水凝胶的制备及其性能的研究

通过沉淀法制备Ag／PVA复合水凝胶，对复合水凝胶的微观结构进行了表征，并对其力学性能和抗菌性能进行了研究。结果表明，银微粒可以通过沉淀法均匀分散在水溶性的PVA中，形成Ag／PVA复合水凝胶，并且这种复合水凝胶具有抗菌性能，并改善了PVA水凝胶的力学性能。     

细菌纤维素/聚谷氨酸复合水凝胶的辐照制备及性能

采用Co~(60)-γ射线辐照交联法制备细菌纤维素/聚谷氨酸(BC/PGA)复合水凝胶。采用红外光谱和扫描电子显微镜等对复合水凝胶的结构进行表征,研究了BC引入对复合水凝胶的凝胶分数、热失重、溶胀性能、压缩性能和流变性能的影响,并利用CCK-8法对复合水凝胶进行了细胞毒性评价。研究结果表明,辐照作用下BC纳米纤维和PGA形成双交联复合凝胶网络,BC可有效增加复合水凝胶的压缩强度、储能模量(G')和凝胶分数,降低复合水凝胶的平衡溶胀度。50kGy辐照剂量下,相对于纯PGA水凝胶,复合水凝胶压缩强度增大5倍,G'增大10倍。同时复合水凝胶无细胞毒性,可安全应用于生物医学领域。     

聚N,N-二乙基丙烯酰胺/膨胀石墨复合水凝胶制备与溶胀特性

用溶液聚合制备了一系列不同膨胀石墨含量的聚N,N-二乙基丙烯酰胺/膨胀石墨复合水凝胶,研究了膨胀石墨的量对复合水凝胶溶胀以及水释放性能的影响。利用XRD及SEM对复合水凝胶的微观结构及相结构进行表征。结果表明,在超声作用下膨胀石墨解离成10 nm~50 nm厚石墨片分散到复合水凝胶内,随着膨胀石墨量的增加,复合水凝胶的水释放性能增加,但溶胀性能呈现增加后减小的趋势。     

聚对二氧环己酮/聚乙烯醇复合水凝胶的制备及性能

在聚乙烯醇(PVA)水凝胶的网络中引入完全生物降解的聚对二氧环己酮(PPDO),采用冻融法制备出生物降解周期可控的PPDO/PVA复合水凝胶。通过调整低分子量PPDO与高分子量PVA之间的比例,使PPDO柔性分子链与PVA分子链之间形成聚合物网络互穿结构,实现改善水凝胶力学性能和生物降解性能的目的。采用红外光谱、扫描电镜和万能试验机对水凝胶进行了结构表征和性能测试;并通过溶胀性能及失水性能测试、降解性能测试和抑菌性测试对水凝胶进行了研究。结果表明,PPDO/PVA复合水凝胶呈现出孔隙均匀的三维网络结构,拉伸强度和压缩强度与纯PVA水凝胶相比提高了1～3倍;在37℃的PBS缓冲溶液中降解,降解速率明显提升,35 d可以降解45%,且在伤口愈合的周期内保持优异的力学强度。平板细菌培养实验证明了复合水凝胶具有抑菌的特性。PPDO/PVA复合水凝胶在伤口敷料领域具有广泛的应用前景。     

高强度聚乙烯醇/氧化石墨烯复合水凝胶

采用冷冻-解冻方法制备了物理交联的聚乙烯醇/氧化石墨烯复合水凝胶。采用热失重、X射线衍射、差示扫描量热、扫描电镜、力学性能、溶胀性能及离子强度敏感性等分析对制备的复合水凝胶进行了表征,研究了氧化石墨烯(GO)含量、冷冻-解冻循环次数、聚乙烯醇(PVA)浓度对复合水凝胶性能的影响。研究结果表明,复合水凝胶呈现出三维多孔网络结构;随着GO含量的增加,水凝胶的热稳定性增强、熔融温度上升,拉伸强度和压缩强度也得到明显提高,说明GO在复合水凝胶中起到了物理交联剂的作用;复合水凝胶的平衡溶胀比随着GO含量的增加而增大,但当GO的质量分数超过0.4%时逐渐减小;增加冷冻-解冻循环次数或PVA浓度,水凝胶的拉伸强度和压缩强度增大,力学性能得到显著改善。     

前端聚合法制备聚N-异丙基丙烯酰胺/碳纳米管复合水凝胶及其性能

用前端聚合法制备了聚(N-异丙基丙烯酰胺)/多壁碳纳米管(PNIPAM/MWCNTS)复合水凝胶,对产物的微观形貌、温敏性、力学性能和释药性能进行了研究。结果表明,PNIPAM/MWCNTS复合水凝胶具有温度敏感性,MWCNTS的加入不影响水凝胶的低临界转变温度,随MWCNTS含量增加,水凝胶吸水能力降低,力学强度显著提高,当MWCNTS的含量由0%增至10%时,水凝胶的压缩强度从88 k Pa增加到666 k Pa。复合水凝胶具有良好的药物缓释性能。     

载银纳米颗粒多响应性复合水凝胶研究进展

近年来载银纳米颗粒多响应性复合水凝胶得到人们的广泛关注。该复合体系通过结合银纳米颗粒与水凝胶,不仅可以利用水凝胶的光学和电学特性,同时也表现出了对温度、pH、介质离子强度的轻微变化以及对某些生物物质浓度变化的快速响应。对近年来载银纳米颗粒多响应性复合水凝胶的性能和分类方法的研究进展进行了详述,介绍了该复合水凝胶在催化领域、生物医学领域、纳米技术和环境污染物质降解等方面的应用。     

PEGDA/SA复合水凝胶的制备及性能研究

通过SLA 3D打印和离子交联的方法制备出聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)/海藻酸钠(SA)复合水凝胶。探究了PEGDA和SA不同含量对复合水凝胶溶胀性能、力学性能和热动态分析的影响。溶胀测试结果表明,PEGDA含量的降低或SA含量的上升的均能有效提高水凝胶的吸水速率和平衡溶胀率;压缩性能测试结果表明,SA网络的引入有助于提高凝胶的极限压缩应变和能量耗散性能,PEGDA/SA含量为50/2.5的复合水凝胶极限压缩应变达到30.4%,比相同PEGDA含量的单网络水凝胶提升了45.4%;数字散斑分析结果表明,复合水凝胶的泊松比复合水凝胶的泊松比在0.35~0.5之间;DMA结果标明,复合水凝胶在-20~100℃之间拥有相同的物质结构,SA的加入并没有影响到材料的玻璃化转变温度。     

聚丙烯酰胺/BiOCl复合水凝胶激光响应材料的制备与性能研究

在氯氧化铋(BiOCl)存在下,以丙烯酰胺(AM)为单体,以过硫酸钾为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,通过自由基聚合制备复合水凝胶并测试其压缩和溶胀性能。利用掺钕钇铝石榴石激光器对复合水凝胶表面进行激光标记,考察电流强度和BiOCl含量对激光标记效果的影响,利用X射线衍射(XRD)和热重(TGA)分析对标记表面表征分析。结果表明:相比纯水凝胶,复合水凝胶压缩强度提高且BiOCl质量分数为1.0%时,压缩强度最大,溶胀时间有所延长,完全溶胀时两种水凝胶溶胀比接近;BiOCl的添加使水凝胶具有激光响应性能,产生黑色文字和图案清晰度随激光电流强度的增加而变化,当电流强度为17A时,标记区域最清晰;TGA分析结果表明激光的辐照没有引起水凝胶表面高分子链的热解;XRD谱图结果显示复合水凝胶激光标记后产生新的黑色Bi金属;复合水凝胶表面黑色图案的产生是由于BiOCl吸收激光能量分解生成黑色Bi单质的结果。     

有机/无机纳米复合水凝胶的制备与应用

纳米材料具有直径小、比表面积大以及易于实现表面功能化的优点,受到广泛的关注。与普通水凝胶相比,将无机纳米材料分散在水凝胶中制备的有机/无机纳米复合水凝胶的力学性能、光学性能、热力学性能都有较大提高。主要综述了TiO₂、SiO₂、Fe₃O₄等无机物作为填充剂或交联剂制备纳米复合水凝胶的方法,如共混法、原位法等,并分析了其在环保、医药等领域的应用。     

辉光放电电解等离子体引发合成CdTe/CdS-PNIPAM复合水凝胶及荧光温敏特性

利用辉光放电电解等离子体引发制备出CdTe/CdS-PNIPAM复合水凝胶。采用红外光谱、透射电镜、差热分析和荧光光谱对其结构、形态、相转变温度和荧光性能进行表征,同时考察了水凝胶的溶胀率、温敏性能和荧光可逆行为。结果表明,CdTe/CdS量子点均匀分散,且与温敏单体通过配位结合在水凝胶网络中,复合水凝胶有良好的透明性和荧光性,相转变温度为32.5℃,复合水凝胶在20℃和40℃的荧光强度分别为1490 a.u.和20 a.u.,经5次加热-冷却循环后荧光强度变化不大,具有良好的荧光可逆性能。     

石墨烯/氧化石墨烯基复合水凝胶的研究进展

纳米填料在改善传统聚合物水凝胶力学强度方面展现出显著的优点。石墨烯(GN)及其衍生物作为新型碳纳米材料,是目前制备纳米复合水凝胶的研究热点。重点介绍了GN及氧化石墨烯(GO)基复合水凝胶的制备方法,以及GN/GO对传统水凝胶力学性能、溶胀性能、导电性能及吸附性能改善方面的研究进展及应用,最后展望了其改性传统水凝胶的发展方向及潜在应用。     

透明质酸/胶原蛋白/聚乙二醇复合水凝胶的研究

针对透明质酸、胶原蛋白水凝胶力学性能差的问题,采用两步交联法将透明质酸、胶原蛋白与聚乙二醇双丙烯酸酯制备成一种兼具生物相容性和高强度的复合水凝胶。研究制备了具有相同胶原蛋白和聚乙二醇双丙烯酸酯质量分数,不同透明质酸质量分数的水凝胶,从微观结构和力学强度调控了复合水凝胶的理化性能,并用L-赖氨酸对复合凝胶进行改性。SEM结果表明,三元复合水凝胶具有蜂窝状的内部结构,孔径范围在80~180μm,赖氨酸浓度达40 mmol/L时,水凝胶的压缩模量达414 k Pa,是改性前模量的19倍。细胞毒性和体内植入实验表明该水凝胶浸提环境对细胞生长无明显抑制作用,产生较低的免疫排斥反应,有望用于软骨等组织的修复。     

壳聚糖/聚乙烯醇/CMK-8复合水凝胶的制备及其对双酚A的吸附性能研究

通过一锅合成法制备了CMK-8粉末，将其与适量的壳聚糖和聚乙烯醇复合制备了壳聚糖/聚乙烯醇/CMK-8复合水凝胶。对其进行扫描电镜(SEM)表征并考察了温度、pH、水凝胶量等因素对该复合水凝胶对双酚A的吸附影响。结果表明：该复合水凝胶表面光滑，内部具有紧密的网络结构，对双酚A具有较大的吸附量。在35.0℃、pH为8.0、水凝胶量为1.0g/L时，该复合水凝胶对双酚A的吸附量达到最大，最大吸附量可以达到75.7mg/g。该复合水凝胶的制作工艺较简单且对双酚A吸附量也很可观，为复合水凝胶在污染物吸附的应用提供了重要的参考价值。     

医用聚乙烯醇/海藻酸钠/氧化石墨烯水凝胶的制备及性能

采用冷冻-解冻方法制备了物理交联的医用聚乙烯醇/海藻酸钠/氧化石墨烯复合水凝胶,并采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、热失重等对复合水凝胶进行表征,研究了氧化石墨烯含量对复合水凝胶的结构及性能的影响。结果表明,复合水凝胶呈现三维多孔的网络结构;氧化石墨烯、海藻酸钠和聚乙烯醇之间存在强烈的氢键作用,随着氧化石墨烯含量的增加,复合水凝胶的力学性能增强,热稳定性和凝胶率也得到提高;氧化石墨烯与海藻酸钠具有协同作用促进细胞增殖,复合水凝胶具有优异的生物相容性。     

高强度水凝胶的制备及其研究进展

水凝胶因其拥有较高的溶胀比和极高的含水率,被广泛应用于各种领域,但力学性能较弱的缺点限制了其在组织工程、软体机器人、可穿戴电子设备等高负载领域的发展。综述了近年来纳米复合水凝胶、双网络水凝胶、大分子微球复合水凝胶、疏水缔合水凝胶等高强度水凝胶的制备方法及研究进展;讨论了各类型高强水凝胶的特点并指出了目前研究中存在的问题;同时,对高强度水凝胶未来的研究方向进行了展望。     

聚乙二醇改性纳米纤维素/聚乙烯醇复合水凝胶的制备及性能

通过酸碱处理和机械研磨结合的方法制备纳米纤维素(CNFs),并利用冻融循环法分别制备了聚乙烯醇(PVA)和纳米纤维素/聚乙烯醇(CNFs/PVA)复合水凝胶,以及聚乙二醇(PEG)改性PVA和CNFs/PVA复合水凝胶。考察不同配方下复合水凝胶的微观形貌变化,并对复合水凝胶的溶胀性能、压缩强度及热稳定性能进行研究。结果表明,CNFs与PEG对PVA水凝胶的微观形貌均有改善作用,加入PEG后形成的PEG/PVA凝胶产生明显的三维网络结构。当PEG与CNFs同时加入到PVA凝胶后形成的CNFs-PEG/PVA凝胶具有均匀的互穿孔洞结构,此时复合水凝胶的孔隙率最高((67.5±4.3)%),溶胀度最好(980%),且压缩强度较PVA水凝胶也有所提升。PEG对复合凝胶的热稳定性无影响,而加入CNFs后,CNFs-PEG/PVA复合凝胶的初始热分解温度从235℃上升至300℃,显著提高了PVA凝胶的热稳定性。     

高力学强度羟乙基纤维素/聚丙烯酰胺复合水凝胶的制备

通过自由基聚合一步合成了羟乙基纤维素/聚丙烯酰胺(HEC/PAM)复合水凝胶,这种水凝胶具有优异的拉伸性能和压缩性能,可能源于PAM链与HEC链之间的氢键相互作用。经测试,HEC/PAM复合水凝胶可被拉伸至原尺寸的24倍,对应的拉伸断裂应力为113kPa;90%压缩形变对应的压缩强度达0.87 MPa;水凝胶的最大压缩形变达95%以上。同时,HEC/PAM水凝胶还表现出了优异的可恢复性能。因此,HEC/PAM复合水凝胶在生物医药领域有潜在的应用价值。