淀粉增强高自修复性聚丙烯酸水凝胶的制备与性能

发布时间：2021-11-14 21:20

　　淀粉作为可再生的天然高分子材料,绿色环保、经济适用,一直以来在化工材料领域备受关注,利用淀粉制备具有特殊功能的高分子复合材料,能够使淀粉资源得到高值化利用。本论文将淀粉引入到高分子水凝胶网络结构中,不仅有效提高了复合水凝胶的机械性能,还赋予了水凝胶良好的损伤自修复功能。本文以丙烯酸为主要原料,在其中添加淀粉作为增强组分,通过组分间的接枝共聚等反应,制备了淀粉丙烯酸基水凝胶材料,研究结果显示所获得的水凝胶材料具有较好的机械性能和优异的损伤自修复功能,可为淀粉改性水凝胶材料的应用提供新的技术途径。本论文主要的研究内容如下:（1）以过硫酸铵为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,通过聚合交联在淀粉、丙烯酸（AA）和2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸（AMPS）之间形成化学交联网络,生成了一种多组分的共价三维网络复合水凝胶体系,将其在乙醇溶液中进行简单的浸泡处理,即可得到具有高自修复性能的淀粉丙烯酸水凝胶体系。采用控制变量实验考察了单体配比和交联剂用量对该水凝胶体系的力学性能和自修复效率的影响,通过红外光谱（FT-IR）和扫描电镜（SEM）对水凝胶的结构特性进行了表征,利用力学试验机对水... 

【文章来源】：广州大学广东省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

离子键作用机理和P(urea-IL-SPMA)聚两性电解质水凝胶的制备过程[45]

广州大学硕士学位论文8糖（QCS）溶液和苯甲醛封端的聚（环氧乙烷）-b-聚（环氧丙烷）-b-聚环氧乙烷制备自修复水凝胶。在这项工作中，将动态化学键席夫碱键和PF127胶束交联结合为两种动态交联，从而使该水凝胶材料获得优异的机械性能和自愈能力（如图1-3c,d）。图1-3亚胺键自修复作用机理以及其制备过程[52]Figure1-3Mechanismofself-repairingofiminebond,anditspreparationprocess②酰腙键酰腙键是由酰肼和醛基反应生成的一种亚胺键，该键也可以用来制备自修复水凝胶。酰腙键是一种典型的可逆共价键，这种共价键具有pH敏感性[54]，但相对于亚胺键来说，可逆性的酰腙键具有更加稳定的特点。酰腙键可以在中性或者碱性的水溶液中稳定存在，由酰腙键构建的水凝胶可利用其pH敏感性实现溶胶-水凝胶的可逆转换[55]。更具有价值的是，基于该种机制的水凝胶具有很高的自修复效率，在常温常压下不需要借助其它外界条件，只需将断裂的水凝胶相互接触放置一段时间后即可使之融合成一体

第一章绪论11速度）的影响，进一步探究了交联剂用量对水凝胶自修复效率的影响。随后采用单因素实验法，利用单轴拉伸与FT-IR等仪器研究探讨了淀粉的加入、淀粉糊化、添加单体（AMPS）和乙醇浸泡等因素对水凝胶内部结构及自修复效率的影响。（3）利用FeCl3取代化学交联剂（NMBA），在水凝胶中引入金属离子交联网络，以增强水凝胶的导电性能，进一步考察了化学交联与物理交联的差异，对水凝胶的导电性能做了一定的探究。1.5.2本论文的技术路线图1-4本论文的技术路线Figure1-4Theschematicofthisthesis1.5.3本论文的创新点（1）本论文涉及的淀粉增强丙烯酸基水凝胶材料基于淀粉的作用而具有特殊的功能，这为天然高分子材料在水凝胶体系中的应用开拓了新方向。（2）本论文以淀粉增强丙烯酸基水凝胶为基础，使用乙醇-水溶液浸泡法，在化学交联的聚合物水凝胶体系中引入氢键、疏水作用等物理交联作用，在增加水凝胶机械强度的同时，还显著增强了水凝胶的自修复性能。通常，具有化学/物理双重交联网络的水凝胶材料的自修复效率会受到体系中的化学网络的显著影响，而本论文新提出了一种具有高自修复效率的由化学/物理双重交联网络构成的水凝胶体系的制备工艺，为制备兼具高机械性能和高自修复性能的水凝胶材料提供了一种新思路。


本文编号：3495362