含片层纳米材料的疏水缔合结构水凝胶的制备和性能研究
发布时间：2021-07-04 20:08
形状记忆水凝胶是一种受外界广泛关注的智能水凝胶,然而这种智能水凝胶力学强度较低,严格限制了水凝胶的广泛应用。所以提高水凝胶的力学强度是近年来首要解决的实际问题之一。本次探究,通过由亲水单体N,N-二甲基丙烯酰胺（DMA）、疏水单体丙烯酸十八酯（C18）和乳化剂明胶形成的疏水缔合结构及水凝胶分子链和片层填料（黏土、氧化石墨烯）形成的纳米复合网络结构,共同提高了水凝胶的力学性能。主要研究内容如下:1、通过自由基共聚,制备了 C18含量分别为0mol%,1mol%,2 mol%,3 mol%的聚（N,N-二甲基丙烯酰胺-丙烯酸十八酯）水凝胶,红外测试表明单体DMA、C18共聚完成。实验研究了由PDMA、PC18、明胶形成的疏水缔合结构对P（DMA-C18）水凝胶物理性能的影响,结果表明,随C18含量增加,疏水缔合结构增加,力学强度增大,当C18含量为3 mol%时,P（DMA-C18）水凝胶拉伸强度、断裂伸长率均达到最高值,而水凝胶的玻璃化转变温度、溶胀率随C18的增多而降低。2、在P（DMA-C18）疏水缔合结构水凝胶中,分别加入质量分数为0%、1%、3%、5%的黏土,主要探讨了黏土对水凝...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２水凝胶的双网络结构图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｄｏｕｂｌｅ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ??
１．２．４疏水缔合结构水凝胶??疏水缔合结构水凝胶是利用胶束共聚法制备，水凝胶中的乳化剂聚集在疏水??链周围，形成物理交联点。如图１－４所示为疏水缔合结构示意图ｔ２４＼疏水缔合结??构不是简单的物理缠结，而是以亲水链、疏水链和乳化剂共同作为物理交联点，??若是缺少乳化剂，这种结构将无法形成。当疏水缔合结构水凝胶受外力拉伸时，??会发生分子链的滑移和物理交联点的破坏，从而耗散较多能量，增加水凝胶的强??度和初性。??ｆ?ＫＥＹ：??？?？?＼ｍ?Ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ??ｋ??，ｖ?Ｊｌ?Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ??ｍ?ｂａｃｋｂｏｎｅ??ｖ?—ｗ－ｙ??图１－４疏水结构不意图??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ?ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??疏水缔合结构同样受到研究者的青睐，如：Ｏｋａｙ等［＆２８１利用胶束共聚??法，以ＳＤＳ为乳化剂，将亲水单体丙烯酰胺或丙烯酸和不同疏水单体，如??丙烯酸十八酯，Ｎ－辛基丙烯酰胺等共聚制备了一系列疏水缔合结构水凝??胶
?的长链作为疏水链，另一条含有羧酸官能团作为亲水链。当高于临界浓度时，第??一条链自发聚集，形成胶束。疏水缔合结构水凝胶合成原理如图１－５所示，整个??合成过程没有添加其它乳化剂和交联剂。结果表明，合成的水凝胶具有较高的力??学性能，ＰＨ敏感性。??ｈ２ｃ＝ｃｈ??ｆ￣°????ＣＨ２＊＜ＭＣＮ?＋?ＣＨｉ（ＣＨ：＞，ＣＨ－ａ！（ＣＨｊ），ＣＯＯＨ??２?ＮａＯＨ??Ｉ??￣ｃ？＜ｃｈ２＞Ｋ（７）?￣ＣＯＯ?Ｎａ＋??Ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙ?＾?＂??■—嫩??Ｐｒｉｍａｒｙ?ｍｉｃｅｌｌｅ?Ｌａｒｇｅ?ｃｏｉｒ＾＞ｌｃｘ?ｍｉｃｅｌｌｅ??图１－５疏水缔合结构水凝胶制备过程??Ｆｉｇ．?１－５?Ｔｈｅ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ?ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ?ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ??１．２．５大分子微球水凝胶??大分子微球水凝胶［３Ｕ２１，微球上的过氧化化物分解形成自由基，引发单体聚??合形成大分子链，大分子链间的相互缠结，或相互终止，形成了同时含有物理和??化学交联结构共存的水凝胶。大分子微球水凝胶结构如图１－６所示。??图１－６大分子微球水凝胶结构图??Ｆｉｇ．?１－６?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅ?ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ??大分子微球结构可显著提高水凝胶的各种性能，引起了较多人的兴趣，如：??Ｚｈａｏ等［３３１以过氧化大分子微球作为多官能团引发和交联的中心，合成了大分子??微球聚Ｎ－异丙基丙烯酰胺水凝胶。通过改变聚合温度
【参考文献】：
期刊论文
[1]Strain-stress relation in macromolecular microsphere composite hydrogel[J]. Hui ZHANG. Applied Mathematics and Mechanics（English Edition）. 2016(11)
本文编号：3265454
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２水凝胶的双网络结构图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｄｏｕｂｌｅ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ??
１．２．４疏水缔合结构水凝胶??疏水缔合结构水凝胶是利用胶束共聚法制备，水凝胶中的乳化剂聚集在疏水??链周围，形成物理交联点。如图１－４所示为疏水缔合结构示意图ｔ２４＼疏水缔合结??构不是简单的物理缠结，而是以亲水链、疏水链和乳化剂共同作为物理交联点，??若是缺少乳化剂，这种结构将无法形成。当疏水缔合结构水凝胶受外力拉伸时，??会发生分子链的滑移和物理交联点的破坏，从而耗散较多能量，增加水凝胶的强??度和初性。??ｆ?ＫＥＹ：??？?？?＼ｍ?Ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ??ｋ??，ｖ?Ｊｌ?Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ??ｍ?ｂａｃｋｂｏｎｅ??ｖ?—ｗ－ｙ??图１－４疏水结构不意图??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ?ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??疏水缔合结构同样受到研究者的青睐，如：Ｏｋａｙ等［＆２８１利用胶束共聚??法，以ＳＤＳ为乳化剂，将亲水单体丙烯酰胺或丙烯酸和不同疏水单体，如??丙烯酸十八酯，Ｎ－辛基丙烯酰胺等共聚制备了一系列疏水缔合结构水凝??胶
?的长链作为疏水链，另一条含有羧酸官能团作为亲水链。当高于临界浓度时，第??一条链自发聚集，形成胶束。疏水缔合结构水凝胶合成原理如图１－５所示，整个??合成过程没有添加其它乳化剂和交联剂。结果表明，合成的水凝胶具有较高的力??学性能，ＰＨ敏感性。??ｈ２ｃ＝ｃｈ??ｆ￣°????ＣＨ２＊＜ＭＣＮ?＋?ＣＨｉ（ＣＨ：＞，ＣＨ－ａ！（ＣＨｊ），ＣＯＯＨ??２?ＮａＯＨ??Ｉ??￣ｃ？＜ｃｈ２＞Ｋ（７）?￣ＣＯＯ?Ｎａ＋??Ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙ?＾?＂??■—嫩??Ｐｒｉｍａｒｙ?ｍｉｃｅｌｌｅ?Ｌａｒｇｅ?ｃｏｉｒ＾＞ｌｃｘ?ｍｉｃｅｌｌｅ??图１－５疏水缔合结构水凝胶制备过程??Ｆｉｇ．?１－５?Ｔｈｅ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ?ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ?ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ??１．２．５大分子微球水凝胶??大分子微球水凝胶［３Ｕ２１，微球上的过氧化化物分解形成自由基，引发单体聚??合形成大分子链，大分子链间的相互缠结，或相互终止，形成了同时含有物理和??化学交联结构共存的水凝胶。大分子微球水凝胶结构如图１－６所示。??图１－６大分子微球水凝胶结构图??Ｆｉｇ．?１－６?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅ?ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ??大分子微球结构可显著提高水凝胶的各种性能，引起了较多人的兴趣，如：??Ｚｈａｏ等［３３１以过氧化大分子微球作为多官能团引发和交联的中心，合成了大分子??微球聚Ｎ－异丙基丙烯酰胺水凝胶。通过改变聚合温度
【参考文献】：
期刊论文
[1]Strain-stress relation in macromolecular microsphere composite hydrogel[J]. Hui ZHANG. Applied Mathematics and Mechanics（English Edition）. 2016(11)
本文编号：3265454
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