海藻酸钠和聚N-异丙基丙烯酰胺半互穿网络水凝胶的溶胀动力学研究

以海藻酸钠 (SA)和N 异丙基丙烯酰胺 (NIPAM)为原料 ,制备出具有温度敏感性的半互穿网络水凝胶 (SA PNIPAMsemi IPN) .主要研究了海藻酸钠用量、水介质温度及pH值对该凝胶溶胀速率的影响 .结果表明 ,在PNIPAM最低临界溶解温度 (LCST)以下 ,该凝胶的溶胀速率随着凝胶网络中SA组分的增加而增大 ,且溶胀速率取决于高分子链的松弛速率 ;pH对凝胶溶胀速率的影响与温度有关 ,温度对溶胀速率的影响与pH有关 .     

羧甲基壳聚糖/海藻酸钠半互穿网络水凝胶的制备及性能研究

以羧甲基壳聚糖(CMC)和海藻酸钠(SA)为原料,京尼平(GP)为交联剂,制备具有pH敏感性的CMC/SA半互穿网络(semi-IPN)水凝胶.利用特性黏数、红外光谱对CMC/SA水凝胶的半互穿网络结构及形成机理进行了分析与表征;对水凝胶的力学性能进行了测试;探讨了pH值及交联剂含量对水凝胶溶胀性能的影响.结果表明,京尼平交联的CMC/SA水凝胶具有半互穿网络结构.当w(CMC)∶w(SA)=5∶5时,CMC/SA水凝胶的断裂强度达到最大值(59 MPa),分别比纯的CMC(40 MPa)和SA(36 MPa)提高了47.5%和63.9%;当SA含量为60%时,CMC/SA水凝胶的断裂伸长率达到最大值(13.0%).当pH3.0时,溶胀率随pH值的增大而减小,pH=3.0时,溶胀率最小(186%);当pH3.0时,溶胀率随pH值的增大而增大,pH=9.0时,溶胀率最大(886%).京尼平交联的CMC/SA半互穿网络水凝胶具有明显的pH敏感性、溶胀可逆性及对pH的快速响应性.     

CMC/PNIPAAm半互穿网络水凝胶的溶胀动力学研究

以羧甲基纤维素钠(CMC)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)为原料,制备了具有温度和pH敏感性的半互穿网络(CMC／PNIPAAmsemi-IPN)水凝胶,并研究了水凝胶在不同温度和pH值条件下的溶胀行为。结果表明：在弱碱性(pH-7．4)条件下,凝胶的溶胀速率和溶胀度都随着凝胶中CMC含量的增加而增大;而在酸性(pH-1．O)条件下则相反。在弱碱性条件下,水分子在凝胶中的扩散行为都可用non-Fickian扩散来描述,水分子在凝胶中的扩散系数D随着凝胶溶胀速率的增大而增大;在酸性条件下,20℃时凝胶的溶胀过程符合non-Fickian扩散规律,而37℃时凝胶的溶胀过程符合Fickian扩散规律,但水分子的扩散系数D相差不大。     

海藻酸钠/聚(N-异丙基丙烯酰胺)半互穿网络水凝胶的制备及性能研究

由海藻酸钠(SA)和聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)制得的半互穿网络水凝胶具有温度及pH敏感特性。在酸性(pH=1.3)和弱碱性条件(pH=7．4)下，研究了温度对该凝胶溶胀度的影响，结果表明，该凝胶溶胀度均随着温度的提高而下降，但在pH=1．3时，溶胀度小于PNIPAAm水凝胶的；在pH=7．4时，结果正好相反。在25℃和37℃的条件下，分别考察pH对该凝胶溶胀度的影响，结果表明，在25℃时该凝胶有良好的pH敏感性，而在37℃时，敏感性不明显。同时也发现该凝胶对pH、温度的脉冲刺激有较快的响应性。     

交联聚(N-异丙基丙烯酰胺)/(海藻酸钠/聚(N-异丙基丙烯酰胺))半互穿网络水凝胶的制备及其溶胀性能

将线性聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)和海藻酸钠(SA)分子同时引入到PNIPAAm凝胶中,制备了交联聚(N-异丙基丙烯酰胺)/(海藻酸钠/聚(N-异丙基丙烯酰胺))半互穿网络(Cr-PNIPAAm/(SA/PNIPAAm)semi-IPN)水凝胶。在弱碱性条件下(pH=7.4),改变SA与线性PNIPAAm的质量比对Cr-PNIPAAm/(SA/PNIPAAm)semi-IPN水凝胶的溶胀度没有太大的影响。在酸性条件下(pH=1.0),其溶胀度随着SA与线性PNIPAAm质量比的减小而增大。由于亲水性SA与线性PNIPAAm的协同作用,Cr-PNIPAAm/(SA/PNIPAAm)semi-IPN水凝胶的消溶胀速率得到很大提高。     

低温聚乙烯醇(PVA)水凝胶结构的初步研究

本文采用透射电子显微镜(TEM)研究了低温PVA水凝胶的结构,直接观察到该体系呈明显的相分离结构,可将所形成结构视为聚集态水平上的宏观网络结构,认为正是这种网络结构的形成而赋予了体系强度和弹性.观察到,随着冷冻时间的增长,逐渐形成完善的网络结构,随着体系中PVA浓度的增大,网络结合得更加紧密.还从DSC测定了该相分离结构解体的热焓变化,进一步证实了显微镜的观察结果,提出了该体系凝胶化过程的宏观机制.     

聚乙烯醇水凝胶溶胀特性研究

在前文对聚乙烯醇水溶液冰冻凝胶化浓度依赖性研究基础上，对接触浓度（Ｃ）以上聚乙烯醇水溶液通过冰冻－融化处理，制得了一种含水率高达９５～９８％的水凝胶．系统研究了该水凝胶在蒸馏水中的溶胀及溶解特性．得到了一个与实验结果相吻合的溶胀动力学方程：Ｑ１＝Ｑｅ－（Ｑｅ－ＱＯ）／ｅｋｔ，及平衡溶胀比Ｑｅ与浓度之间的定量关系：Ｑｅ＝６０．３－４．４５×１０２Ｃ．发现当冰冻－融化次数Ｎ≤５时，平衡溶胀比Ｑｅ及溶解量Ｗ与冰冻－融化次数（Ｎ）间满足幂函数关系：Ｑｅ。Ｗ通过对聚乙烯醇水凝胶平衡溶胀比与经冰冻处理的聚乙烯醇水溶液特性粘数进行比较，发现反映链间氢键凝聚缠结效应与反映链内氢键凝聚缠结效应的定量指标具有等效性．     

聚乙烯醇/层状双氢氧化物纳米复合材料研究进展

聚乙烯醇/层状双氢氧化物纳米复合材料是近年来开发的新型聚合物基复合材料,表现出与纯聚乙烯醇基体明显不同的结晶行为,且具有良好的机械力学性能、耐热性能以及阻燃性能等,有着广泛的应用前景。本文首先对层状双氢氧化物的结构组成、制备方法和性质进行简要综述,然后着重介绍聚乙烯醇/层状双氢氧化物纳米复合材料的制备、结构表征、结晶行为、力学和热性能等方面的研究进展,最后对其应用前景进行展望。     

海藻酸钠/IPDI凝胶微球的制备与性能

离子吸附剂;海藻酸钠/IPDI凝胶微球的制备与性能     

PVA/Gel水凝胶的电刺激可逆弯曲偏转行为研究

制备不同比例的聚乙烯醇/明胶水凝胶,在直流电场作用下,测试聚乙烯醇/明胶水凝胶在不同温度和不同浓度Na2CO3溶液中的电刺激弯曲偏转行为,绘制聚乙烯醇/明胶水凝胶弯曲偏转角随时间的变化曲线,考察了可逆弯曲偏转变化的周期性。     

氧化海藻酸钠的氧化度对其交联海藻酸钠/明胶(半)互穿网络膜性能的影响

以海藻酸钠(SA)为原料、高碘酸钠(SP)为氧化剂,通过调整SA与SP物质的量之比以及氧化时间,制备了不同氧化度的氧化海藻酸钠(OSA);以OSA为交联剂,制备了海藻酸钠/明胶(半)互穿网络膜(SA/Ge(semi)IPN)。通过红外光谱研究了(半)互穿网络膜的结构,推测了其交联机理;通过力学性能、交联度等测试方法研究了OSA的氧化度对(半)互穿网络膜力学性能的影响。结果表明:通过控制SA与SP物质的量之比可以制备特定氧化度的OSA;(半)互穿网络膜的力学性能随着OSA氧化度的增加呈现先增加后降低的趋势,而交联度随着OSA氧化度的增加而增加。     

磁性海藻酸钠三互穿网络水凝胶对亚甲基蓝的吸附

以海藻酸钠为水凝胶骨架材料,以羧甲基纤维素钠（CMC）和质子化壳聚糖（CTS）为强度增强材料,制备磁性水凝胶球吸附剂Fe3O4@SA@CMC@CTS,研究其对水溶液中亚甲基蓝（MB）的吸附特性,考察吸附时间、MB 初始浓度、离子强度、吸附剂加入量等对凝胶球吸附性能的影响;引入吸附动力学和热力学模型对吸附过程进行分析,并采用傅里叶红外光谱（FT-IR）、Zeta 电位、磁滞回线和X射线光电子能谱（XPS）对凝胶球特征及吸附机理进行综合分析。结果表明：在25 ℃、质量浓度为700 mg/L的MB溶液、凝胶球用量为0.2 g/L的条件下,平衡吸附量为2143.0 mg/g;700 mg/L的MB溶液最佳凝胶球投加量为 0.4 g/L,重复利用5次后,吸附量仍高达1228.4 mg/g。动力学拟合显示该吸附过程更符合准一级动力学模型,等温拟合表明Freundlich 吸附等温方程可以更好地描述该吸附过程。     

冷冻/解冻制备的聚乙烯醇水凝胶的结构和流变性研究

研究了冷冻/解冻法制备的不同浓度(5wt%～25wt%)聚乙烯醇(PVA)水凝胶的结构和流变行为之间的关系.由XRD确定了凝胶中PVA的结晶度和晶粒尺寸.用应力流变仪研究了凝胶的流变行为,包括动态模量和蠕变等.在频率为1Hz和低应力的条件下,测量了凝胶的储能模量和损耗模量.在该试验条件下,PVA水凝胶的形变是完全可以回复的.低频率区和低应变区的储能模量随浓度增加而变大,但当浓度超过20wt%时,储能模量增加速率明显降低.由PVA水凝胶在1Hz时的储能模量和结晶度的数据,理论分析得到了形成PVA水凝胶的最低PVA浓度和最小结晶度.当PVA浓度低于15wt%时,储能模量主要由PVA的微晶控制,分子链间的氢键影响很小.通过低应变区储能模量的数值计算出了凝胶网孔尺寸的结构参数.同时对不同温度下PVA水凝胶的储能模量数据进行了标度分析.PVA水凝胶的蠕变行为显示,随浓度提高,凝胶的蠕变黏弹性由线性向非线性转变.     

聚乙烯醇磷酸酯水凝胶电刺激响应行为的研究

以脲为催化剂,将聚乙烯醇(PVA)磷酸酯化制成聚乙烯醇磷酸酯,再经戊二醛交联制备了一种新型的聚乙烯醇磷酸酯水凝胶.研究了水凝胶的溶胀性能,力学性能和电刺激响应行为.结果表明,该凝胶在NaCl水溶液中其平衡溶胀率随NaCl溶液的离子强度增大而减小.在离子强度为0~0.2的NaCl水溶液中,其弹性模量为0.300~0.356 MPa,抗张强度为91.5~137.8 kPa,断裂伸长率为32.0%~37.5%,且均随离子强度的增大而增大.在去离子水和NaCl水溶液中于非接触直流电场作用下,凝胶向电场负极弯曲,弯曲速度和应变随外加电压的增大而增大,并随NaCl离子强度的增大于0.005处出现极大值.在循环电场作用下,聚乙烯醇磷酸酯水凝胶的电刺激响应行为具有良好的可逆性.     

非共价键交联海藻酸钠水凝胶的制备与性能

天然多糖海藻酸钠制备的水凝胶具有优越的生物相容性和生物组织相似性,作为生物医用材料在药物控制释放、组织工程支架、抗菌材料及创伤敷料等领域发挥着越来越大的作用。本文在介绍海藻酸钠物化性质的基础上,重点综述了非共价键交联(静电作用、氢键、范德华力、亲疏水作用等)海藻酸钠水凝胶的制备方法以及性能表征方法,最后讨论了制备方法及性能表征研究中的一些需要解决的问题。     

氧化淀粉的氧化度对其交联海藻酸钠/明胶互穿网络膜性能的影响

以氧化淀粉为交联剂交联明胶、以氯化钙为交联剂交联海藻酸钠,采用分步交联的方法制备了海藻酸钠/明胶互穿网络膜.通过红外光谱仪表征了氧化淀粉、海藻酸钠/明胶互穿网络膜的结构;研究了氧化淀粉的氧化度对互穿网络膜力学性能、热稳定性能、微观形貌、交联度、吸水保水性能等各种性能的影响.结果表明,随着氧化淀粉氧化度的增加,互穿网络膜的拉伸强度、断裂伸长率、交联度呈现先增加后降低的趋势,氧化度为60%的氧化淀粉交联制备的互穿网络膜的以上性能达到最大值;吸水保水性能呈现先降低后增加的趋势,这主要是因为随着互穿网络膜交联度的增加,使两相间形成了均匀、致密的网络结构,两者分子链上大量的羟基和羧基受到束缚,导致互穿网络膜吸水率、保水率的下降.同时也说明了该体系的交联度并不是随着氧化淀粉氧化度的提高而逐渐提高,对于该体系氧化淀粉存在最佳氧化度.     

聚乙烯醇-海藻酸钠-钙-铁凝胶球对钒(Ⅴ)的吸附特性研究和应用

本文制备了聚乙烯醇-海藻酸钠-钙-铁(PVA-SA-Ca-Fe)凝胶球,研究了该凝胶球对V(Ⅴ)的吸附性能和解吸条件。采用石墨炉原子吸收光谱法测定V(Ⅴ)含量,利用吸附等温线讨论了凝胶球对V(Ⅴ)的吸附机理。结果表明,在pH=4.5溶液中,凝胶球用量为10 mL,吸附时间为60 min,吸附温度为30℃,V(Ⅴ)的吸附率可达99.6%,饱和吸附容量为369.4μg/g。以2mol/L HCl作为洗脱剂室温下洗脱30min,解吸率可达98.8%。PVA-SA-Ca-Fe凝胶球对V(Ⅴ)的吸附符合Freundlich吸附等温方程,属于不均匀的多分子层吸附模式。V(Ⅴ)的质量浓度在0~300μg/L之间与其吸收值呈良好的线性关系,方法的检出限为0.26μg/L。将拟定的方法用于水样中微量V(Ⅴ)的分离富集和测定,结果的相对标准偏差为0.7%~1.6%,加标回收率为94.0%~105.4%。     

聚甲基丙烯酸甲酯/聚丙烯酸乙酯互穿网络体系相逆转、相态结构与性能的研究

本文研究了聚甲基丙烯酸甲酯/聚丙烯酸乙酯互穿网络体系(PMMA/PEALIPN)相分离和组分配比对其相逆转、相态结构及动态力学性能的影响.同时,对LIPN与其相应的混合乳液体系的结构和阻尼特性进行比较.结果表明,LIPN体系由于存在网络的相互贯穿,与混合体系相比其相分离程度低,出现精细结构,密度较高.当丙烯酸乙酯(EA)含量低时,PEA呈细胞结构分散在PMMA连续相中,随EA量的增加,体系出现相逆转并在EA体积含量为48％至86％范围内呈两相连续,各种性能发生突变和具有高阻尼特性.实数模量的实验点服从用Halpin-Tsai-Nielsen模量上、下限方程和描述两相连续的对数混合律三个方程结合计算的理论曲线.     

交联聚乙烯醇水凝胶对胆红素的吸附性能研究

本文采用反相聚合的方法以戊二醛为交联剂合成了珠状交联聚乙烯醇凝胶，并研究了它对胆红素的吸附性能。结果表明交联聚乙烯醇对胆红素的体外吸附率受到吸附剂的交联度、颗粒直径、溶液中白蛋白的浓度、吸附温度及离子强度的影响。该类吸附剂对胆红素具有良好的吸附动力学性能。