温度及pH敏感水凝胶的合成及性能研究

研究了pH值敏感聚丙烯酸水凝胶的合成工艺及敏感性.详细研究了单体、摩尔比、引发剂用量、聚合温度、交联剂用量对温度及pH敏感聚(丙烯酸)-CO-(丙烯酰胺)水凝胶的收率及敏感性的影响.交联剂用量对溶胀比影响最显著,引发剂用量对收率影响最大.     

聚（丙烯酸-丙烯酰胺）高吸水剂的溶胀

采用反相悬浮聚合法合成了聚(丙烯酸-丙烯酰胺)(P(AA-AM))高吸水剂。采用N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,合成了交联剂摩尔分数分别为0.024 7%,0.053 6%,0.077 9%的3种不同的P(AA-AM)。通过对P(AA-AM)的溶胀动力学测试,研究了交联剂摩尔分数和溶胀介质对溶胀性能的影响,以及初始溶胀速率,溶胀速率常数,溶胀指数,溶胀系数和溶胀介质在水凝胶体系内的扩散行为。结果表明,P(AA-AM)在去离子水中的溶胀度为150~752 g/g,在质量分数为3.0%的NaCl水溶液中的溶胀度仅为31~43 g/g,其溶胀凝胶中的平衡含水率为95.24%~99.86%;溶胀速率常数随交联剂浓度、介质盐浓度的增大而增大;随着溶胀介质盐浓度的增大,溶胀指数减小,而溶胀常数却增大;吸水过程符合非Fick扩散,水的传输机理受扩散控制和松弛控制两种作用的共同影响,但松弛控制起主导作用。     

聚醚-壳聚糖水凝胶溶胀性能的研究

以壳聚糖和聚醚为原料,戊二醛为交联剂,在醋酸溶液中合成了聚醚-壳聚糖水凝胶.研究了凝胶温度、聚醚与壳聚糖的质量比、交联剂浓度等对半互穿网络水凝胶溶胀性能的影响,并采用正交实验对工艺条件进行了优化.实验结果表明:反应温度为45℃,聚醚和壳聚糖的质量比为0.4,戊二醛浓度为0.05 mol/L,其凝胶溶胀度最大.聚醚-壳聚糖凝胶是pH敏感性水凝胶.     

电子束辐射制备pH敏感性聚乙烯醇水凝胶

应用电子束辐射交联技术制备了聚乙烯醇接枝丙烯酸(PVA-g-AAc)水凝胶。研究了pH值、AAc单体用量和辐照剂量等因素对PVA-g-AAc水凝胶溶胀率的影响。实验结果表明,在1 697cm-1处,PVA-g-AAc水凝胶的红外光谱图上出现强烈的羰基的C O特征峰,表明AAc成功接枝到PVA分子上;PVA-g-AAc水凝胶的溶胀率随PVA/AAc/H2O中AAc的质量分数和浸泡时间增加而增大;在pH=9.2时,PVA-g-AAc水凝胶具有显著的pH敏感性;辐射剂量为15kGy时,由PVA/AAc/H2O(1/1/20,质量比)混合溶液制备的PVA-g-AAc水凝胶具有较高的溶胀率;辐射剂量为5kGy时,由PVA/AAc/H2O(1/5/20,质量比)混合溶液制备的PVA-g-AAc水凝胶具有较高的溶胀率。     

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.     

亲水型温敏凝胶聚合物的制备与性能分析

温敏高分子材料因其对温度具有敏感性而被应用于温控开关及药物控温释放等领域.本文以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)、甲基丙烯酰胺(MAm)作为单体,过硫酸钾作为引发剂,采用N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)作为交联剂,制备了亲水型温敏凝胶聚合物,并研究了两种单体组分的质量分数比及交联剂的用量对所制备的凝胶聚合物的低临界溶液温度(LCST)、溶胀率和保水率的影响.研究结果表明:合成的N-异丙基丙烯酰胺与甲基丙烯酰胺的凝胶聚合物(简写为P(NI-PAm-co-MAm))的低临界溶液温度(LCST)随着凝胶聚合物体系中亲水单体比例的增加而升高;交联剂含量越多,则凝胶聚合物的溶胀率越小,而保水率增大;凝胶聚合物的亲水单体比例增加,则凝胶聚合物的溶胀率和保水率均增大.     

温度及pH响应性水凝胶的制备

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酸(AA)为原料,通过水相溶液聚合法制备P(NIPAM-co-AA)水凝胶.傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)的结果表明,以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酸(AA)为原料成功制备了P(NIPAM-co-AA)水凝胶;扫描电镜的结果表明,P(NIPAM-co-AA)水凝胶具有规整的孔洞结构;热重-差示扫描量热仪(TG-DSC)的结果显示,P(NIPAM-co-AA)水凝胶具有良好的热稳定性.测定P(NIPAM-co-AA)水凝胶在不同温度及p H值条件下的溶胀度,结果表明P(NIPAM-co-AA)水凝胶具有良好的温度及p H响应性,能在不同外界环境的刺激下做出不同的反应,具有强大的智能性.     

高强度P(AA-co-AM)水凝胶的合成及性能优化

以相对分子质量较大的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(PEGDMA)为交联剂,研究P(AA-co-AM)水凝胶的制备,以提高其机械强度.通过单因素实验,考察AA中和度、单体比例等因素对P(AA-co-AM)水凝胶强度和吸水倍率的影响.研究结果表明,当丙烯酸中和度为80％、n(AM)/n(AA)为2.5、引发剂用量为0.5％、n[(NH4)2S2O8]/n[Na2SO3]为1.0、反应温度为50℃、交联剂用量为0.6％时,水凝胶的强度及吸水倍率最好.     

物理/化学共交联水凝胶的溶胀性能

以物理交联剂锂皂石（hectorite）和化学交联剂亚甲基双丙烯酰胺（MBA）共同作为交联剂,在水溶液中通过自由基聚合制备聚异丙基丙烯酰胺水凝胶,并采用称重法研究了水凝胶的（消）溶胀和刺激响应性行为．结果表明,所得水凝胶的溶胀度介于分别以hectorite和MBA制备的水凝胶之间,消溶胀度变化曲线和MBA交联水凝胶相近,在20℃和40℃交替刺激下表现出良好的溶胀一消溶胀行为．     

聚丙烯酸高吸水树脂的制备

以K2S2O8作为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂,采用水溶液聚合法制备丙烯酸类吸水性凝胶.凝胶经过干燥、粉碎后,得到高吸水树脂.研究了丙烯酸单体的浓度、丙烯酰胺单体的浓度、引发剂的用量、交联剂的用量,丙烯酸的中和度,反应温度等条件对所得树脂吸水性能的影响.