MMP多肽交联磺化接枝甲基丙烯酸透明质酸水凝胶的制备及性能

为解决间充质干细胞定向分化和支架材料相容生长的问题,将透明质酸（HA）依次接枝甲基丙烯酸（MAA）、磺化和与金属蛋白酶（MMP）多肽交联,制备了MMP多肽交联磺化接枝甲基丙烯酸HA的水凝胶(MSMeHA, 1),其结构经¹H NMR, FT-IR, SEM和DMA表征。并研究了1的细胞毒性和蛋白携载性能。结果表明： 1具有薄壁多孔结构;1对蛋白吸附与携载能力明显优于未磺化的MMP多肽交联接枝甲基丙烯酸HA的水凝胶(MMeHA)。1在振荡负荷下的储能模量降低约54%。     

纤维素纳米纤维接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的制备与表征

将具有温度响应的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)接枝到电纺纤维素纳米纤维膜上,制备温度响应型纤维素接枝聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm-g-Cell)纳米纤维水凝胶。 研究接枝单体(N)与纤维素(c)的质量比、反应温度、反应时间和引发剂浓度对产物接枝率、溶胀性和形貌的影响。 结果表明,最佳聚合反应条件为m(N):m(c)=15:1、反应温度40 ℃、反应时间3 h、引发剂浓度为10 mmol/L,得到PNIPAm-g-Cell接枝率和溶胀率分别为35%和31%。 与PNIPAm相比,PNIPAm-g-Cell水凝胶的低临界相转变温度(LCST)显著升高,说明亲水性纤维素的引入改变了体系的亲疏水平衡。 去溶胀动力学测试表明,0.5 min内接枝率为25%和35%的水凝胶保水率分别降低至93%和61%。 说明接枝率越高PNIPAm-g-Cell水凝胶对温度的响应速度越快,对温度越敏感。     

羧甲基纤维素-壳聚糖水凝胶球的制备及性能

采用物理交联法制备了羧甲基纤维素(CMC)-壳聚糖(CS)共混水凝胶球;研究了共混球的耐酸碱性、溶胀性及对亚甲基蓝的吸附性能.结果表明,水凝胶球在弱酸和弱碱中具有一定的稳定性;随着羧甲基纤维素与壳聚糖质量比的增大,水凝胶的吸水溶胀率增加.在CMC与CS质量比为1∶4时制备的水凝胶呈规则球状.     

细菌纤维素/聚丙烯酰胺水凝胶的制备及性能表征

通过自由基聚合在细菌纤维素(BC)网络中引入聚丙烯酰胺(PAM),制备了细菌纤维素/聚丙烯酰胺(BC/PAM)复合水凝胶,并采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(IR)、热失重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)和力学测试等手段对复合凝胶的结构和性能进行了研究.研究结果显示在复合水凝胶中,虽然PAM自身没有交联,但由...     

纳米复合模板水凝胶的制备及其性能

以非离子表面活性剂聚氧乙烯(20)鲸蜡醇醚(Brij58)为模板, 采用自由基聚合制备得到聚(N-异丙基丙烯酰胺)/Brij58/粘土纳米复合模板水凝胶(PLH). 相比于传统纳米复合水凝胶, PLH水凝胶力学性能与亲水性明显改善. 场发射扫描电镜(FESEM)结果表明: Brij58的引入导致传统纳米复合水凝胶的孔洞数量增加, 孔与孔相互贯穿, 大孔结构更加规整, 大孔之间由众多小孔连接. 拉伸应力-应变、储能模量和溶胀动力学研究结果表明, 断裂应力、断裂负载和断裂伸长率随Brij58含量的增加呈先增加后降低的趋势, 然而水凝胶储能模量与最大溶胀度随Brij58含量的增加而增加. 同时, 表面接触角结果表明: 由于Brij58的模板作用和Brij58同粘土之间的吸附作用, 使PLH水凝胶表面接触角先增大后减小.     

球形阳离子凝胶的制备及吸附性能研究

以醛、酮、胺为原料,采用溶液缩聚和反相悬浮聚合制备了新型高吸附容量球形阳离子凝胶,对产物的分子结构和表面形貌进行了表征。通过吸附实验,研究了其对阴离子染料氨基黑10B和表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的吸附效果,并讨论了吸附行为和机理。实验结果表明,球形阳离子凝胶具有较高的阳离子度和大量极性官能团,其对氨基黑和SDBS的吸附是基于静电引力和氢键等分子间力共同作用的结果,凝胶吸附效果随溶液pH的降低而升高。吸附质分子随溶液渗透进入球形凝胶并被吸附于凝胶内表面,故该吸附主要由吸附质在凝胶内部的扩散过程控制,具有较高的饱和吸附量。     

丁二酸酐接枝纤维素纳米纤维膜及其重金属离子吸附

采用热致相分离(TIPS)法以三醋酸纤维素(TCA)为原料成功制备直径为(110±28)nm TCA多孔纳米纤维膜。将TCA纤维膜通过水解转化为纤维素(Cell)、接枝制备丁二酸酐接枝改性纤维素(Cell-g-SAA)膜。将Cell膜和Cell-g-SAA膜用于吸附水中Cu~(2+)、Pb~(2+),并对膜样品的吸附动力学、等温吸附和吸附热力学进行了研究。结果表明,二级动力学拟合和Langmuir模型更适合于该体系。与Cell膜相比,改性后Cell-g-SAA膜对Cu~(2+)和Pb~(2+)的最大吸附容量分别从51.73和34.29 mg/g增加到116.41和51.73 mg/g。纤维膜对Cu~(2+)、Pb~(2+)的吸附更趋近于单层吸附且化学吸附占主导地位。     

聚甲基丙烯酸纳米水凝胶的水相合成及其磁性功能化

利用十二烷基硫酸钠/吐温20复配表面活性剂和原位生成的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)种子乳胶,发展了一种可在全水相中"绿色"合成较高浓度的聚甲基丙烯酸(PMAA)纳米水凝胶的新方法.以PMAA纳米水凝胶为前驱体,采用原位氧化沉淀法制备了磁性PMAA纳米微球.利用动态光散射法、FTIR分析、TEM观察、振动样品磁强计测试(VSM)、热重分析(TG)等对纳米水凝胶和磁性微球进行了表征,并探讨了PMAA纳米水凝胶的形成机理.结果表明,吐温20与MAA和PMAA间的氢键作用,促成了交联PMAA/吐温20复合物层在PMMA种子乳胶表面的选择性生长,导致生成了具有核壳结构的PMAA纳米水凝胶.PMAA纳米水凝胶表现出良好的p H响应性,当介质的p H值由1增加至6时,其流体力学体积扩张了近50倍.磁性PMAA纳米微球具有超顺磁性,其饱和磁化强度高达50 A·m~2/kg.     

醋酸纤维素/PET接枝共聚物的制备及性能

以低数均分子量的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、二醋酸纤维素(CDA)为原料,异孚尔酮二异氰酸酯(IPDI)为接枝剂,二月桂酸二丁基锡(DBTDL)和离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐为催化剂制备得到新型的接枝共聚物CDA-g-PET。对接枝过程进行了优化,研究了催化剂种类与接枝剂用量对接枝过程的影响,利用红外分析和广角X射线衍射分析探究了接枝机理。同时对CDA-g-PET膜进行力学性能测试,探讨了PET的加入量对CDA-g-PET膜力学性能的影响。结果表明:PET通过化学键连接接枝到CDA上,接入的PET降低了CDA的结晶性;采用DBTDL与离子液体作为联合催化剂,接枝时间由7d缩短至8h;当接枝剂IPDI的加入量,即n(IPDI)/n(PET)为1.05~1.10时CDA-g-PET无交联;随着PET含量的增加,CDA-g-PET膜与CDA膜相比拉伸强度仅降低6.55%~27.24%,断裂伸长率增加149.89%~177.81%。     

纤维素基智能凝胶的制备、结构及性能研究

纤维素是自然界中最丰富的生物质资源,因其具有可再生性、生物相容性、无毒、可降解等诸多特性,纤维素及其衍生物不仅广泛应用于传统的工业领域,而且在药物控释、组织工程、可穿戴设备材料等领域也有着广阔的应用前景。受到工程技术应用需求的驱动,以纤维素及其衍生物为基材的智能凝胶材料已成为目前的研究热点。作者系统研究了纤维素基智能凝胶材料的制备、结构及性能。主要内容如下： 1.制备了纤维素基气凝胶并对其进行疏水改性,研究了疏水改性后的纤维素气凝胶材料在水下吸附气体的能力,并设计了纤维素基智能捕集器,用于连续不断地吸附从海底释放的甲烷气体。 2.制备了TEMPO氧化的纳米纤维素纤维,并将其用于增强聚丙烯酰胺/明胶形状记忆水凝胶的力学性能;制备的复合水凝胶展示了较好的形状记忆行为,并且该水凝胶的形状记忆性能具有较好的可重复性。 3.利用羧甲基纤维素制备了对多种金属阳离子响应的形状记忆水凝胶;能够通过改变羧甲基纤维素与金属离子之间的交联密度,调节该水凝胶的力学性能。 4.将羧甲基纤维素钠与聚丙烯酸（PAA）复合制备出具有较优异机械性能和自修复性能的聚丙烯酸/羧甲基纤维素钠水凝胶。通过简单的浸泡法,将该复合水凝胶浸泡在氯化钠（NaCl）溶液中,可以促进CMC和PAA之间的链缠结,进一步提升其机械性能。此外,由于水凝胶的导离子性,制备的水凝胶具有良好的传导性能,有望实现在电子皮肤或可穿戴设备中的应用。     

甲基丙烯酸丁酯接枝纤维素的制备

为开发纤维素基吸油材料,以棉浆粕为基材、甲基丙烯酸丁酯(BMA)为单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,采用悬浮接枝聚合法合成了BMA接枝纤维素的聚合物。采用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重(TG)、差热(DSC)等手段对所得吸油材料结构进行了表征。考察了引发剂的种类及用量、接枝单体及交联剂用量、反应温度、反应时间等因素对BMA接枝纤维素聚合物的接枝聚合反应性能及吸油性能的影响。结果表明:当m(棉浆粕)∶m(K2S2O8)∶m(BMA)∶m(乙二醇二甲基丙烯酸酯)=1∶0.025∶1.5∶0.005,75℃下恒温反应6 h,合成的BMA接枝纤维素的接枝率最高(36.2%),均聚物含量相对较低(5.8%),且吸油性能优良。     

载药聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯水凝胶膜的制备及性能

选择(NH4)2S2O8为引发剂,N-N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,十二烷基硫酸钠(SDS)为制孔剂,通过改变水凝胶膜的溶剂与单体的配比、交联剂和制孔剂的量等制备出不同性质的水凝胶膜,运用电镜扫描、含水率、电子拉力机等表征不同水凝胶膜的性能.本研究尝试将硫酸新霉素药物作为载入药物导入水凝胶中,进行载药和缓释能力测试.实验结果表明,当单体甲基丙烯酸羟乙酯与水的比例为1∶3,引发剂过硫酸铵含量为单体1.0%(w/V),SDS为4.0%(w/V),MBA为4.0%(w/V)时,水凝胶的含水率为42.84%,拉伸强度为0.32MPa,药物缓释累积达峰时间为8.17h,综合性能较佳.     

环糊精-壳聚糖/羧甲基纤维素水凝胶的制备及其缓释性能研究

首先通过壳聚糖(CS)、柠檬酸(CA)和环糊精(β-CD)制备了环糊精接枝壳聚糖载体(CS-CA-β-CD);然后将CS-CA-β-CD与羧甲基纤维素(CMC)共混制备了环糊精-壳聚糖/羧甲基纤维素水凝胶(CS-CA-β-CD/CMC),利用红外光谱(FTIR)、Zeta电位和透射电镜(TEM)对其结构进行表征;最后将...     

苝酰亚胺接枝纤维素的合成与染料吸附性能

合成了一种新型苝酰亚胺接枝纤维素材料3,通过元素分析、红外、扫描电子显微镜等技术手段证明了其结构。 染料吸附实验表明其对所测试的4种染料分子（橙黄G,亮丽春红,亚甲基蓝和结晶紫）均有较好的吸附能力,吸附容量分别达到1.04、1.21、1.14和0.96 mmol/g。 吸附过程符合拟二阶动力学模型和Langmuir等温方程,吸附过程是自发放热的。 在pH值2~12范围内,聚合物3的吸附性能保持基本稳定。 由吸附实验结果推测,静电作用、氢键和π-π堆积均在吸附过程中有重要作用。     

超大孔P(AA-co-AM)/PVA水凝胶的制备及吸附性能研究

采用泡沫分散聚合法,以饱和Na2CO3水溶液为发泡剂,过硫酸铵(APS)及NaHSO3为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,聚(氧化乙烯/氧化丙烯)(PF127)为泡沫稳定剂,丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,聚乙烯醇(PVA)为第二网络,制备超大孔半互穿水凝胶P(AA-co-AM)/PVA,并研究其对阳离子兰染料的吸附性能。研究表明,P(AA-co-AM)/PVA具有相互贯穿的超大孔结构;当n(AM):n(AA)=1.5:1,w(PVA)=1.6%时凝胶的平衡溶胀度达186.56g/g;凝胶具有很好的离子响应性,在蒸馏水中的平衡溶胀度为129.16g/g时,在0.1mol/L NaCl溶液中只有31.07g/g;对阳离子兰染料溶液的脱色率达92.17%,吸附容量达17.16mg/g。     

PMAA纳米水凝胶的水相制备

利用表面活性剂间的疏水作用以及表面活性剂与单体间的氢键作用,促使甲基丙烯酸(MAA)单体在原位生成的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)种子乳胶表面的选择性聚合,实现了PMAA纳米水凝胶的水相"绿色"制备。利用动态光散射、傅里叶红外光谱、透射电子显微镜表征了PMAA纳米水凝胶的尺寸、组成、形貌和pH响应性。研究了聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯(吐温20)的用量、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)的用量、MAA的用量和加入方式、十二烷基硫酸钠(SDS)的补加速率等对PMAA纳米水凝胶的尺寸和溶胀性能的影响。结果表明:PMAA纳米水凝胶为核-壳结构;随着MBA用量的减小、吐温20用量的增加、MAA用量的增加,PMAA纳米水凝胶的尺寸和溶胀比均增大;当采用半连续加入MAA时,PMAA纳米水凝胶的尺寸和溶胀比变小;当SDS的补加时间由60min延长到100min时,PMAA纳米水凝胶的尺寸逐渐变小。PMAA纳米水凝胶具有良好的pH响应性,当介质的pH从1增加到6时,其流体力学体积扩张了64倍。     

聚甲基丙烯酸基纳米水凝胶的“绿色”合成

利用原位生成的聚甲基丙烯酸甲酯种子乳胶模板以及表面活性剂与功能单体间的正负电荷作用,发展了一种可在全水相中“绿色”合成聚甲基丙烯酸(PMAA)基纳米水凝胶的新方法.利用动态光散射法、ξ-电位测定、FTIR和TEM对纳米水凝胶的尺寸及其分布、表面电荷、组成、形态、结构和pH响应行为进行了表征.结果表明,PMAA基纳米水凝胶具有聚甲基丙烯酸甲酯内核和交联聚甲基丙烯酸外壳的核壳结构.当甲基丙烯酸(MAA)的用量由2 mL增至3 mL时,PMAA基纳米水凝胶的尺寸变大.当MAA的用量增加至5 mL时,反应体系中除了生成PMAA基纳米水凝胶外,还生成了PMAA次级粒子.PMAA基纳米水凝胶表现出良好的pH响应性:当介质的pH值由2增加至7时,其流体力学体积扩张了近80倍.     

抗菌水凝胶敷料的制备及性能

以乙二醇二缩水甘油醚(GDE)为偶联剂,将胍盐低聚物(PHMG)接枝到淀粉上,形成淀粉接枝物(Starch-g-PHMG)。然后,将一定比例的Starch-g-PHMG与淀粉-丙烯酸接枝共聚物共混,制备了抗菌水凝胶敷料(AHD)。通过红外光谱(FT-IR)、元素分析确定了Starch-g-PHMG的分子结构;通过吸液测试、抗菌测试表征了AHD的理化性能。结果表明:在反应温度为60°C,反应时间为3h,w(NaOH)=0.4%时,Starch-g-PHMG中PHMG的接枝效率最高,可达37.5%;AHD的吸液率随着Starch-g-PHMG含量的增加而减少;当w(PHMG)0.33%时,AHD对金黄色葡萄球菌与大肠杆菌的抑菌率可以达到100%。     

两亲性纤维素接枝聚脱氢枞酸共聚物的制备及性能研究

通过均相原子转移自由基聚合法(ATRP)将生物质基疏水性松香单体(脱氢枞酸(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酯,MAEDA)接枝到纤维素骨架上合成了全生物质基两亲性的纤维素-g-聚脱氢枞酸接枝共聚物(cellulose-g-PMAEDA).ATRP反应过程动力学研究表明cellulose-g-PMAEDA接枝共聚物的合成过程是活性可控的;傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、凝胶色谱(GPC)和X射线衍射(XRD)结果证实了cellulose-g-PMAEDA接枝共聚物的成功合成;由于聚脱氢枞酸侧链的引入,cellulose-g-PMAEDA接枝共聚物的热稳定性,疏水性能明显提高,并且具有紫外吸收性能;动态光散射仪和透射电镜结果表明两亲性cellulose-g-PMAEDA接枝共聚物能够在水溶液中自组装成平均粒径约为200 nm左右的纳米微球,并且该纳米微球具有以纤维素为壳,聚脱氢枞酸酯为核的核壳结构.