Agar/PAAM双网络水凝胶的增强改性及其碳点荧光水凝胶的研究
发布时间：2021-07-06 00:27
水凝胶作为一种新型的“软”、“湿”材料,因其具有优异的吸水保水能力和良好的生物相容性而具有广阔的应用前景。但传统水凝胶脆弱的力学性能,极大的限制了水凝胶的应用领域。本文合成了一种高强度的琼脂/聚丙烯酰胺（Agar/PAAM）双网络（DN）水凝胶,并加入碳量子点制备了功能复合水凝胶,可用于水中重金属离子的检测,拓宽了此类高分子材料的应用范围。首先,本文通过“一锅法”,以琼脂（Agar）和丙烯酰胺（AM）为单体,N’N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂,2-羟基-4’-（2-羟乙氧基）-2-甲基苯丙酮（I2959）为引发剂,紫外光引发自由基聚合生成Agar/PAAM双网络水凝胶。通过优化工艺条件,改变物料不同配比,找出力学性能结果最优的条件:分别为Agar浓度为20mg/mL,AM浓度为4mol/L,交联剂MBA为AM摩尔分数的0.05%,最大拉伸断裂强度为0.92MPa。在此基础上,探讨了聚乙烯醇（PVA）和聚N-乙烯基吡咯烷酮（PVP）对DN凝胶的力学增强影响。当PVP-K90加入量为AM质量分数的1%时,最大拉伸断裂强度提升了10%,达到1.01MPa;当PVA-1788加入量为A...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１水凝胶分子结构示意图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｉｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｇｅｌ??１．１．２水凝胶的分类??
还尝试从机理方面来解释为何ＤＮ??凝胶具有超强的力学性能。她们认为在ＤＮ凝胶第一次拉仲形变过程中，ＰＡＭＰＳ第一??重网络先破裂形成小块，这些ＰＡＭＰＳ小碎块是ＰＡＡＭ第二重网络的物理交联剂，软化??后的ＤＮ凝胶在形变过程中可以通过链滑动来调整交联点间的分子量而表现出大形变??［２９］。ＰＡＭＰＳ第一重网络破碎过程中伴随着能量的耗散，被视为“牺牲键”。当继续施??加更大的作用力时，ＰＡＭＰＳ小碎块可以进一步破裂成更小块，继续吸收能量，从而极??大的提高了?ＤＮ凝胶的力学强度。??图１．４?ＤＮ凝胶结构示意图??Ｆｉｇ．?１．４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＤＮ?ｈｙｄｒｏｇｅｌ??（３）?纳米复合水凝胶??为了解决化学交联水凝胶交联点之间分子链长度分布不一致，导致水凝胶网络结构??不均勾，力学性能差的问题。Ｈａｒａｇｕｃｈｉ和Ｔａｋｅｌｉｉｓａ提出了一种全新的水凝胶增初方法：??纳米复合（ＮＣ）水凝胶［３Ｑ］（结构如图Ｋ５所示）。通过将特定的水溶性粘土引入水凝胶??体系，运用原位自由基聚合成功制备了一种新型的ＮＣ水凝胶。在这种新型的ＮＣ凝胶??内，水溶性的纳米粘土充当了类似于化学交联剂的作用，通过控制所加入粘土的量来控??制粘土与粘土之间的距离，进而来控制交联点之间分子链长度。所制得水凝胶具有很高??的透明性，表明其内部结构髙度的均一性，除此之外，该凝胶还具备出色的力学性能和??对于温度变化快速的去溶胀能力。??－５－??
?Ａｇａｒ／ＰＡＡＭ双网络水凝胶的增强改性及其碳点荧光水凝胶的研究???琼脂分子重新螺旋，分子链交联，形成第一层网络结构；随后对其进行紫外光照射，丙??烯酰胺（图２．２）在交联剂和光引发剂存在下形成化学交联，形成第二层网络。两层网??络之间通过物理缠结最终形成ＤＮ凝胶。??〇Ｈ?ＣｌｈＯＨ?〇?｜??图２．１琼脂结构式??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｔｎａｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ａｇａｒ??〇??％Ａｎｈ２??图２．２丙烯酰胺结构式??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＡＭ??２．?３．２工艺流程图??将中．体?Ａｇａｒ?和?ＡＭ、????＾联剂?ＮＩＢＡ、）ｔ引??—?＞?９５°Ｃ汕浴保温?ｌＯｍｉｊｉ??发削?１２９５９?，＇？＇ｆ?Ｊ＿－大－离?＾＾??广水，配成溶液?』?，ｈ??＼???ｙ?注??模??ｖ??广?＇＇ｌ?开梭?ｆ?＇??将所得ＤＮ凝胶放入密Ｍ?＜????３６５ｍｕ紫外灯照射ｉｌｌ??袋保存????＼?Ｊ??－２０－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]电感耦合等离子体质谱法测定渔沙坦地区水中12种金属离子[J]. 孙世宏,湛社霞,臧李纳,冯竟. 中国卫生检验杂志. 2013(08)
本文编号：3267139
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１水凝胶分子结构示意图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｉｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｇｅｌ??１．１．２水凝胶的分类??
还尝试从机理方面来解释为何ＤＮ??凝胶具有超强的力学性能。她们认为在ＤＮ凝胶第一次拉仲形变过程中，ＰＡＭＰＳ第一??重网络先破裂形成小块，这些ＰＡＭＰＳ小碎块是ＰＡＡＭ第二重网络的物理交联剂，软化??后的ＤＮ凝胶在形变过程中可以通过链滑动来调整交联点间的分子量而表现出大形变??［２９］。ＰＡＭＰＳ第一重网络破碎过程中伴随着能量的耗散，被视为“牺牲键”。当继续施??加更大的作用力时，ＰＡＭＰＳ小碎块可以进一步破裂成更小块，继续吸收能量，从而极??大的提高了?ＤＮ凝胶的力学强度。??图１．４?ＤＮ凝胶结构示意图??Ｆｉｇ．?１．４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＤＮ?ｈｙｄｒｏｇｅｌ??（３）?纳米复合水凝胶??为了解决化学交联水凝胶交联点之间分子链长度分布不一致，导致水凝胶网络结构??不均勾，力学性能差的问题。Ｈａｒａｇｕｃｈｉ和Ｔａｋｅｌｉｉｓａ提出了一种全新的水凝胶增初方法：??纳米复合（ＮＣ）水凝胶［３Ｑ］（结构如图Ｋ５所示）。通过将特定的水溶性粘土引入水凝胶??体系，运用原位自由基聚合成功制备了一种新型的ＮＣ水凝胶。在这种新型的ＮＣ凝胶??内，水溶性的纳米粘土充当了类似于化学交联剂的作用，通过控制所加入粘土的量来控??制粘土与粘土之间的距离，进而来控制交联点之间分子链长度。所制得水凝胶具有很高??的透明性，表明其内部结构髙度的均一性，除此之外，该凝胶还具备出色的力学性能和??对于温度变化快速的去溶胀能力。??－５－??
?Ａｇａｒ／ＰＡＡＭ双网络水凝胶的增强改性及其碳点荧光水凝胶的研究???琼脂分子重新螺旋，分子链交联，形成第一层网络结构；随后对其进行紫外光照射，丙??烯酰胺（图２．２）在交联剂和光引发剂存在下形成化学交联，形成第二层网络。两层网??络之间通过物理缠结最终形成ＤＮ凝胶。??〇Ｈ?ＣｌｈＯＨ?〇?｜??图２．１琼脂结构式??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｔｎａｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ａｇａｒ??〇??％Ａｎｈ２??图２．２丙烯酰胺结构式??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＡＭ??２．?３．２工艺流程图??将中．体?Ａｇａｒ?和?ＡＭ、????＾联剂?ＮＩＢＡ、）ｔ引??—?＞?９５°Ｃ汕浴保温?ｌＯｍｉｊｉ??发削?１２９５９?，＇？＇ｆ?Ｊ＿－大－离?＾＾??广水，配成溶液?』?，ｈ??＼???ｙ?注??模??ｖ??广?＇＇ｌ?开梭?ｆ?＇??将所得ＤＮ凝胶放入密Ｍ?＜????３６５ｍｕ紫外灯照射ｉｌｌ??袋保存????＼?Ｊ??－２０－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]电感耦合等离子体质谱法测定渔沙坦地区水中12种金属离子[J]. 孙世宏,湛社霞,臧李纳,冯竟. 中国卫生检验杂志. 2013(08)
本文编号：3267139
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