赵祯霞
,
李忠
,
夏启斌
,
徐金方
功能材料
采用微波辐射溶液自由基聚合法合成了聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)水凝胶.采用傅立叶红外光谱仪、扫描电子显微镜和表面积及孔快速测试仪对PNIPAAm水凝胶的化学基团、表面形貌和孔结构进行了分析和测试,并测定了在不同溶液温度下水凝胶的溶胀动力学曲线和平衡溶胀率,对微波辐射和常规水浴法下合成的系列PNIPAAm水凝胶的溶胀动力学参数进行了计算和比较.结果表明,微波辐射法可以大幅度提高了水凝胶的合成速度,缩短PNIPAAm水凝胶的合成时间,使得合成时间由普通水浴法的24h缩短为20min;与常规水浴法合成的水凝胶相比,微波辐射法所合成的水凝胶在干胶状态和溶胀状态下都具有更为发达的孔隙结构,不仅增强了其容纳水分子的能力,更为水分子提供了进出水凝胶的孔道.由水凝胶的溶胀动力学和其动力学参数可知,PM系列水凝胶具有较快的溶胀速率,在14℃下表现为non-Fick扩散,在20℃附近转变成Fick扩散;而PN系列水凝胶的溶胀速率比较慢,在14℃下表现为CaseⅡ型扩散,在20℃附近转变成non-Fick扩散.
关键词:
PNIPAAm水凝胶
,
微波辐射
,
溶胀动力学
,
溶胀率
刘捷
,
王一坤
,
汤克勇
高分子材料科学与工程
采用溶液共混法制备了聚乙烯醇/明胶（PVA/gelatin）生物复合膜,研究了三种不同的物理和化学交联法（戊二醛（GTA）蒸汽、紫外（UV）照射和干燥脱水交联）对其溶胀性能的影响。结果表明,三种交联方式都能有效地降低其平衡溶胀度,改善其耐水性。戊二醛蒸汽交联对复合材料溶胀性能的影响最大,其中明胶组分的交联是影响PVA/gelatin复合材料溶胀性能的主要因素。对PVA/gelatin复合材料溶胀动力学研究发现,表征材料溶胀类型的特征指数n值在0.51.0之间,表明水分子在PVA/gelatin材料中的扩散是非菲克型扩散,交联可以使其n值增大。
关键词:
聚乙烯醇
,
明胶
,
复合材料
,
溶胀动力学
,
交联
杨阳
,
牛帅
,
李智慧
,
何素芹
,
刘文涛
,
朱诚身
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.增刊(Ⅱ).005
选用具有优良温敏性单体 N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)和具有良好生物相容性及生物可降解性的pH 敏感性天然高分子壳聚糖(CS)为基本原料,采用辐射法合成了PNIPA/CS智能水凝胶,用红外光谱分析了水凝胶的结构,并测定了水凝胶的溶胀动力学、退溶胀动力学和平衡溶胀率,研究了 CS 含量对凝胶性能的影响.结果表明,CS 分子上的 C3—O H 和/或C6—O H 和PNIPA发生了接枝反应,PNIPA/CS水凝胶的溶胀率随着CS含量的增大而逐渐减小.CS含量为20％的水凝胶其溶胀过程主要由链段的松弛来控制,该水凝胶的平均失水率约为94％,其较低温临界温度(LCST)约为37℃.
关键词:
N-异丙基丙烯酰胺
,
壳聚糖
,
智能水凝胶
,
辐射
,
溶胀动力学
,
较低临界溶解温度
李秀瑜
,
吴文辉
,
王建全
,
王著
,
牛春梅
高分子材料科学与工程
考察了瓜胶(GG)、丙烯酸(AA)的起始加料量和溶胀介质pH对瓜胶/聚丙烯酸半互穿网络水凝胶溶胀机理及溶胀动力学的影响.结果表明:在pH=3.0时,将GG用量从0增加到25 g/L,最大溶胀率从9.93下降到2.83,对应的溶胀特征指数n由0.600减小到0.203,水的扩散趋于Fickian模式;将AA用量从125 g/L增加到375 g/L,最大溶胀率从3.14增加到4.30,n从0.484增加到0.609,水的扩散趋于non-Fickian模式;GG/PAA半互穿网络水凝胶的溶胀行为满足Schott二级动力学方程.将溶胀介质pH从3.0提高到7.4,水凝胶的溶胀率、扩散特征指数n均明显增加.因此调整GG、AA用量以及溶胀介质pH可改变体系的溶胀性能.
关键词:
pH敏感
,
瓜胶
,
聚丙烯酸
,
水凝胶
,
溶胀动力学
秦建忠
,
崔英德
材料导报
为探讨甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(HEMA)-co-N-乙烯-2-吡咯烷酮(NVP)共聚物水凝胶薄膜的溶胀性能,以2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮(1173)为光引发剂,二乙二醇甲基丙烯酸酯(DEGDMA)为交联剂,用紫外灯在室温下合成不同配比的HEMA-co-NVP共聚物薄膜.FTIR证实了共聚反应,热重(TG)测试显示薄膜结构中易分解的组分含量随着单体NVP含量的增加而增加.共聚物溶胀实验结果表明:随着交联剂含量的增加,水凝胶平衡溶胀率(EWC)下降;随着单体NVP含量的增加,材料的EWC上升,共聚水凝胶的溶胀过程趋于Case-Ⅲ型;随着温度的升高,材料的EWC降低,溶胀过程趋向Fick溶胀.
关键词:
水凝胶
,
甲基丙烯酸2-羟基乙酯
,
N-乙烯-2-吡咯烷酮
,
共聚物结构
,
平衡溶胀率
,
溶胀动力学
余丽丽
,
穆瑞花
,
尤静
,
梁飞
,
姚琳
高分子材料科学与工程
以甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(mPEGMA)、甲基丙烯酸-N-N-二乙氨基乙酯(DEAM)为单体,2,2 '-二硫二乙醇的二甲基丙烯酸酯(SS)为交联剂,采用自由基交联共聚法制备了具有pH-GSH双敏感性的P(mPEGMA-DEAM-SS)水凝胶.研究了溶剂对凝胶溶胀性能的影响,并初步研究了在不同介质中水凝胶的溶胀动力学.结果表明,以N-N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂时,可获得良好pH响应能力的水凝胶;水凝胶的溶胀过程表现出良好的pH-GSH双敏感性,该水凝胶的扩散行为在酸性介质中符合non-Fickian模型,而在中性介质则符合Fickian模型;在10 mmol/L GSH条件下,水凝胶溶胀率上升了4倍多,其扩散亦为non-Fickian扩散模式.
关键词:
水凝胶
,
pH敏感
,
谷胱甘肽敏感
,
溶胀动力学
文海波
,
高欣
,
陈克利
,
张恒
高分子材料科学与工程
以不同细度脱脂紫茎泽兰为原料,对比研究在相同的接枝共聚条件下所得水凝胶的溶胀行为.结果表明,在200mesh～325mesh内,随着原料颗粒细度降低,所得相应凝胶的溶胀速率和溶胀度都随之增大,水分子在凝胶中的扩散行为均可用non-Fickian扩散来描述;在325mesh～400mesh时所得凝胶的溶胀过程符合Fickian扩散规律.同时,通过Beren-Hopfenberg微分方程描述凝胶吸液值大于60％的溶胀行为,并计算得到相应凝胶的扩散常数.
关键词:
紫茎泽兰
,
脱脂
,
颗粒细度
,
水凝胶
,
溶胀动力学
刘其星
,
高欣
,
陈克利
,
张恒
材料导报
以不同细度粉末状脱脂紫茎泽兰(EA)为原料,研究在相同的接枝共聚条件下所得的水凝胶的溶胀行为.实验表明:在45～75 μm范围内,随着原料颗粒细度的降低,所得相应凝胶的溶胀速率和溶胀度均增大,水分子在凝胶中的扩散行为可用non-Fickian扩散来描述；在30～45 μm时所得凝胶的溶胀过程符合Fickian扩散规律.通过Beren-Hopfenberg微分方程,计算得到凝胶吸液值大于60％时的溶胀扩散常数.利用Arrhenius公式计算得到相应的活化能均在69.0～89.0 kJ·mol-1范畴内,且随原料颗粒细度的减小,凝胶Ⅱ-1-Ⅱ-4的Ea值呈下降趋势；而Ⅱ-5的活化能略高于Ⅱ-4,但仍小于其他凝胶的Ea值.
关键词:
脱脂紫茎泽兰
,
颗粒细度
,
溶胀动力学
,
活化能
陈兆伟
,
陈明清
,
刘晓亚
,
杨成
应用化学
doi:10.3969/j.issn.1000-0518.2004.09.004
以硅胶微粒为致孔剂,制备了一系列多孔聚(N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酸)(PNIPAAm-co-PAAc)无规共聚水凝胶. 研究了各种单体配比的水凝胶在不同溶胀历史条件下的溶胀动力学. 结果表明,多孔凝胶由于孔结构的存在,其平均溶胀速率相对于普通凝胶提高约150倍,且溶胀历史对共聚水凝胶的平衡溶胀率无任何影响,但对它们的溶胀动力学影响很大. 酸性溶胀历史的共聚水凝胶表现出S形溶胀曲线,为一、二级动力学的复合结果;而中性溶胀历史的共聚及均聚水凝胶的溶胀皆符合二级动力学机理.
关键词:
N-异丙基丙烯酰胺
,
水凝胶
,
快速响应
,
pH敏感性
,
溶胀历史
,
溶胀动力学
耿同谋
,
张霞
应用化学
doi:10.3724/SP.J.1095.2014.30187
以二烯丙基胺和1-溴代十六烷为原料合成了疏水单体N,N-二烯丙基正十六烷胺(DiAC16),用FTIR、1H NMR和元素分析对其进行了表征.以2-羟基甲基丙烯酸乙酯(HEMA)、丙烯酸(AA)和N,N-二烯丙基正十六烷胺为共聚单体,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂,过硫酸铵-四甲基乙二胺(TMEDA)为引发体系,制得的疏水改性智能水凝胶P(HEMA-NaAA-DiAC16)具有pH敏感特性.研究了DiAC16、NaAA、BIS用量及pH值和离子强度等因素对水凝胶P(HEMA-NaAA-DiAC16)溶胀性能的影响.结果表明,凝胶在水中的平衡溶胀率(为78.9～163.91),随DiAC16、BIS用量的增加和NaAA用量的减少而减少,n值(一般在0.5 ～1.0之间)随DiAC16、NaAA和BIS用量的增加而增加,为非Fickian扩散.水凝胶的吸水溶胀是放热过程,△Hm在-2.09～-3.64 kJ/mol,△Hm的绝对值随DiAC16用量的减少、NaAA用量和BIS用量的增加而增大,聚合物与水的亲和力逐渐增强.随离子强度的增强,平衡溶胀率下降.
关键词:
疏水改性
,
智能水凝胶
,
溶胀率
,
pH响应
,
溶胀动力学
