具有电响应性能明胶水凝胶的制备及其性能研究

发布时间：2019-11-21 15:41

【摘要】：天然明胶水凝胶是一种绿色、环境友好的水凝胶,却不具有明显的电响应性能。为了制备电响应性能优良的水凝胶,本论文以明胶为基体,根据电场响应原理,通过接枝、磺化、极性强化和离子掺杂,对明胶分子进行了修饰和改性。实验中详细探究了修饰和改性的方法。通过红外光谱分析来研究明胶分子链的变化情况,采用动态粘弹谱仪DMAQ800测量在有/无电场作用下制得的明胶水凝胶弹性体的储能模量,分析储能模量的变化值及储能模量变化率来研究水凝胶的电响应性能。主要内容如下：1.以甲基丙烯酸缩水甘油酯为接枝剂,按一定的物质的量比例将其与明胶溶于酸性溶液中,通过双氧水氧化、亚硫酸氢钠磺化,获得磺化明胶。将磺化明胶溶解于水,加入交联剂戊二醛溶液,常温下在有/无电场作用下胶凝,狱得两种水凝胶：A-胶体(E= 0.8～1.6 kV/mm)和B-胶体(E=0kV/mm)。经测量胶体的储能模量发现,A-胶体的储能模量值大于B-胶体的储能模量,且随着外加电场强度的不断增强而增大。磺化明胶的磺化度越大,A、B-两胶体储能模量差值越大。这表明磺化明胶水凝胶对外加直流电场产生了正响应,且磺化度越大,电响应性越强。通过扫描电子显微镜观察水凝胶的微观结构,发现A-胶体微观结构较B-胶体明显有序,进一步说明电场作用对磺化明胶水凝胶产生了影响。2.以苯胺为改性剂,按不同的质量分数将其与明胶溶于乙酸溶液中,经戊二醛溶液交联,常温下在有/无电场作用下胶凝,同样获得两种水凝胶：A-胶体(E=0.4～1.6 kV/mm)口B-胶体(E=0kV/mm)。经对胶体储能模量的测量和分析,发现苯胺改性明胶水凝胶对外加电场作用具有正响应。3.采用三氯化铝溶液为掺杂剂,用类似的方法制备了A13+掺杂的苯胺改性明胶水凝胶,并研究了该水凝胶的电相应性能。结果表明AI3+掺杂的苯胺改性明胶水凝胶同样对外加电场作用具有明显的正响应。
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O648.17

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本文编号：2564062