泡沫分散聚合法制备超大孔水凝胶的工艺探讨

泡沫分散聚合法制备超大孔水凝胶的工艺核心为控制凝胶化过程和泡沫化过程的协同作用效果。探讨各影响因素对泡沫分散聚合工艺的影响,利用电镜、密度和溶胀动力学对材料的结构与性能进行表征。结果表明,以聚氧化乙烯/氧化丙烯和微交联羧甲基纤维素钠复配作为泡沫稳定剂,以碳酸氢钠为发泡剂,用量为10%,以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,用量为0.6%,此条件下体系凝胶化时间为28 s左右,泡沫体积可达38 mL,两者的协同作用达到最优情况。乙醇洗涤烘干后,所获得凝胶样品具有大量贯穿,均匀分布的超大孔,1.5 min内即可达到溶胀平衡,且孔隙率越高,其密度越低,溶胀速率和溶胀率均越高。     

冷冻聚合法制备多孔P(NIPAm-Co-AAm)水凝胶及其性能研究

采用冷冻聚合法制备了多孔结构的P(NI-PAm-co-AAm)智能水凝胶,利用扫描电子显微镜和比表面积分析仪对水凝胶的多孔结构和表面形貌进行了测试,并测定了水凝胶的平衡溶胀比、溶胀和退溶胀动力学,研究了不同预冷冻聚合时间对水凝胶温度响应速率的影响,并且与传统方法制备的P(NIPAm-co-AAm)水凝胶进行了响应速率对...     

聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶的微波合成与性能

以水为溶剂,N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(Bis)为交联剂,分别通过微波合成法和水浴加热法制备了聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)水凝胶,研究了交联剂浓度、反应时间、反应温度等对反应的影响,及PNIPAM水凝胶在不同温度和pH值下的溶胀性变化。研究结果表明,与水浴加热法相比,微波合成法缩短了反应时间,从10h缩减至1h左右;适当延长反应时间和提升反应温度有利于提高单体转化率。微波法合成PNIPAM的最佳条件为:H2O为溶剂,100℃~110℃反应40 min~60 min,交联剂m(Bis)/m(NIPAM)=5/100,单体转化率97%~98%。而且,微波合成法制备的水凝胶具有更显著的温度和pH敏感性能。     

聚(N-异丙基丙烯酰胺)/石墨烯纳米复合水凝胶的制备及其溶胀性能

聚N-异丙基丙烯酰胺(Poly N-isopropylacrylamide,PNIPA)是一种能对外界温度产生响应的智能水凝胶.但是它的平衡溶胀率和响应速度不高,其应用受到一定的限制.本文通过原位聚合法制备了聚N-异丙基丙烯酰胺/氧化石墨烯(GO)水凝胶复合材料.并采用化学还原法对其还原获得了PNIPA/石墨烯复合水凝胶.通过傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)分别表征了凝胶的化学结构和内部形态.测定了凝胶的平衡溶胀率、温度响应性及其在高温(45℃)时的消溶胀性能.研究结果表明:石墨烯的加入使凝胶的多孔结构增加,水释放通道增加,因而PNIPA/石墨烯水凝胶显示出更高的平衡溶胀率,更快的消溶胀速度以及更敏感的温度响应性.     

超大孔水凝胶P(AA-co-DMAA)的制备及释放性能

以丙烯酸(AA)和N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)为单体,采用泡沫分散聚合法制备P(AA-co-DMAA)超大孔水凝胶及载有盐酸小檗碱的载药凝胶,研究单体配比、温度、pH值和NaCl浓度对载药凝胶释放性能的影响。结果表明,凝胶具有超大孔结构及pH敏感性;n(AA)∶n(DMAA)=1∶1的载药凝胶释放率最小;升高温度使载药凝胶的释放率增大;在pH=1的HCl溶液和pH=6.8的磷酸盐缓冲溶液中,载药凝胶释放率远大于蒸馏水;NaCl溶液浓度越大,载药凝胶的释放率越大。     

快速响应型P(NIPA-co-SA)水凝胶制备及温敏性能

研究具有较高LCST且响应速率快的温敏性水凝胶。以NaCl水溶液为反应介质,采用相分离法合成了多孔水凝胶P(NIPA-co-SA)。利用傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)表征产物结构,并借助扫描电子显微镜、差示扫描量热法(DSC)、浊度法等手段研究了反应介质浓度对产物微观形貌、相变温度和相变响应速率的影响规律。结果表明,P(NIPA-co-SA)水凝胶具有对温度敏感的响应特性,其低临界溶解温度(LCST)可达到75℃。NaCl水溶液浓度不影响产物的LCST,且随着反应中NaCl水溶液浓度的提高,水凝胶表面逐渐出现不连续的浅而封闭的小孔到互相贯穿的开孔,水凝胶相变响应速率在一定范围内逐渐提高,具有快速响应特性。     

壳聚糖交联智能型水凝胶的制备与降解性能

将天然产物壳聚糖改性后引入聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)温敏性水凝胶体系,研究了N-马来酰化壳聚糖(N-MACH)对水凝胶的温敏性、溶胀性、压缩强度和降解性的影响。结果发现,当N-MACH的含量为30%时,合成的水凝胶不仅具有较好的温敏性和溶胀性能,且其压缩强度比只有BIS交联的PNIPAAm水凝胶提高了311.2%。在40℃、pH 5.0条件下,N-MACH引入量为30%水凝胶在纤维素酶溶液(8 U/mL)中的降解率可达到60.8%,进一步为壳聚糖交联水凝胶在生物领域的应用提供了良好条件。     

SA分子量及用量对SA/PNIPAAm semi-IPN水凝胶溶胀性能的影响

研究了海藻酸钠(SA)的分子量及用量对SA/聚(N-异丙基丙烯酰胺)半互穿网络(SA/PNIPAAm semi-IPN)水凝胶的平衡溶胀度、溶胀速率和消溶胀速率的影响。结果发现,水凝胶平衡溶胀度随着凝胶网络中SA组分分子量以及用量的增加而增大;在pH=1.0条件下,SA/PNIPAAm semi-IPN水凝胶的溶胀速率随着SA的分子量以及用量的增加而降低,在pH=7.4条件下,水凝胶的溶胀速率随着SA的分子量以及用量的增加而增大;SA用量较低时,分子量的大小对SA/PNIPAAm semi-IPN水凝胶的消溶胀速率有很大影响,随着SA用量的增加,分子量大小对水凝胶消溶胀速率的影响作用降低。     

新型互穿网络超大孔水凝胶的制备、性能及表征

以丙烯酸、丙烯酰胺为基体，以乙烯基吡咯烷酮为预聚体，利用新型两步聚合法和发泡技术，制备了聚（丙烯酸．丙烯酰胺），聚乙烯基吡咯烷酮互穿网络超大孔水凝胶．采用差示扫描量热法（DSC）、红外光谱（FT-IR）和扫描电镜（SEM）等分析技术对所得水凝胶进行了表征，并研究了水凝胶的溶胀行为和凝胶强度．实验结果表明：该水凝胶具有相互连通的孔结构，溶胀行为在几分钟内即可完成；以新型两步法制备的互穿网络结构（IPN），大大提高了超大孔水凝胶的强度，新型两步法是制备IPN的有效方法之一．     

聚（AA-co-AM）／壳聚糖IPN超大孔水凝胶的制备及性能

以丙烯酸、丙烯酰胺为基体,壳聚糖为添加物,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、戊二醛为复合交联剂,利用水溶液聚合法和发泡技术制备了聚(丙烯酸-丙烯酰胺)/壳聚糖互穿网络超大孔水凝胶。采用差示扫描量热法(DSC)、红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等分析技术进行了表征,研究了水凝胶的溶胀行为和凝胶压缩强度。实验结果表明,该互穿网络超大孔水凝胶具有较快的溶胀速率和较好的凝胶强度。     

快速响应的聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的合成及性能

以羧甲基纤维素的水溶液为反应介质制备了快速响应的温度敏感性聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶。利用DSC对其相转变温度进行了表征,并测定了不同温度下达到平衡时水凝胶的溶胀比,研究了水凝胶的去溶胀动力学。结果表明,在聚合/交联过程中羧甲基纤维素的存在对PN IPA水凝胶的相转变温度几乎没有影响;与传统水凝胶相比,该水凝胶的溶胀性能有所提高,并且具有较快的响应速率。     

温度及pH敏感P (DMAEMA-g-PEG)水凝胶的合成与性能研究

通过氧化还原自由基溶液聚合制备了聚甲基丙烯酸-N,N'-二甲氨基乙醋接枝聚乙二醉共聚水凝胶P (DMAEMA-g-PEG).实验结果表明,该水凝胶具有温度、pH敏感性及溶胀一退胀可逆性,其相转变温度在45℃左右.少童PEG大分子单体的加入,使水凝胶具有较高的溶胀率,但随着PEG大分子单体用量的增大,溶胀率反而下降;水凝...     

ATRP法制备水溶性荧光温敏聚合物P(NIPAM-co-NBDAE)

以4-氯-7-硝基-2,1,3-苯并口恶唑(NBD-Cl)为原料,首先合成了荧光单体4-(2-丙烯酸胺乙基酯)-7-硝基-2,1,3-苯并口恶唑(NBDAE),然后以2-溴异丁酸乙酯(t-EBiB)为引发剂,CuCl/Me6TREN为催化剂,采用原子转移自由基聚合(ATRP),与温敏性单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)共聚,得到水溶性无规共聚物P(NIPAM-co-NBDAE)。对产物进行了1H-NMR,GPC,UV-Vis及荧光光谱仪(FL)表征。结果表明,成功制备了多分散系数小于1.20的窄分布荧光水溶性共聚物,并研究了该聚合物荧光强度随温度的变化。在PNIPAM的相变温度(30℃)以下,该聚合物在水溶液中荧光较弱;而在PNIPAM的相变温度(30℃)以上,该聚合物的荧光强度随PNIPAM疏水转变而显著增强。     

端糖基化聚(N-异丙基丙烯酰胺)的合成及其温敏性表征

制备了两种糖基引发剂(AcCDBr和AcG-lABr),以CuBr/三-(N,N-二甲基氨基乙基)胺(Me6TREN)为催化体系,应用原子转移自由基聚合方法,在60℃下引发N-异丙基丙烯酰胺聚合,脱去乙酰基保护后得到末端分别带有β-环糊精和2-氨基葡萄糖基团的线形聚(N-异丙基丙烯酰胺)(CD-PAM和GlA-PAM)。对产物的结构进行了表征,凝胶渗透色谱(GPC)测得聚合物分子量分布较窄(PDI=1.12～1.20)。采用紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)和示差扫描量热仪(DSC)对聚合物水溶液的相转变行为进行了测试,结果表明末端引入糖类结构使得PNIPAM的最低临界溶解温度(LCST)升高,并随着分子量的增大而降低,而且相同聚合度的GlA-PAM的LCST比CD-PAM的高3.7℃左右。     

基于NIPAM和HEMA的温敏性共聚物水溶液性能研究

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)为原料,采用水溶液自由基聚合法制备了N-异丙基丙烯酰胺基温敏水溶性共聚物P(NIPAM-HEMA-AM)和P(NIPAM-HEMA-AM-NaAA)。研究了无机盐及聚合物结构对共聚物低临界溶解温度(LCST)的影响,考察了共聚物浓度、盐浓度、表面活性剂浓度对共聚物溶液流变性能特别是粘温特性的影响。结果显示,随着盐浓度的增加,共聚物溶液的LCST呈下降趋势。共聚物浓度较高时,在LCST附近表现出显著的升温增稠性。在P(NIPAM-HEMA-AM-NaAA)溶液中加入NaCl后溶液黏度增加,升温增稠效应明显。     

聚(苯乙烯-丙烯酸)磁性高分子微球的制备及性能

以苯乙烯为单体、丙烯酸为功能基单体、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,加入自制的纳米Fe3O4磁流体,采用分散聚合的方法制备出聚(苯乙烯-丙烯酸)磁性高分子微球。采用XRD、FT-IR、SEM、752N型分光光度计和化学滴定法,对所制得的磁性高分子微球进行了表征及性能分析,研究了交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺的加入对其性能的影响。结果表明,所制磁性微球粒径在0.7μm~2 m之间,单分散性好;交联剂对微球性能有着明显的影响,随着交联剂的增加,微球粒径变小、粒径分布变宽、表面羧基含量增加、耐酸碱性增强,最佳含量应为单体用量的4%。