细菌纤维素/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺复合水凝胶的性能表征
发布时间：2021-10-12 16:47
背景:随着高分子水凝胶材料应用领域的扩展而对其性能提出了更高要求,研制和开发性能更为优良的高分子水凝胶材料已成为目前的研究热点。目的:比较细菌纤维素改性前后的聚乙烯醇/聚丙烯酰胺水凝胶的力学性能,为其用于伤口敷料提供理论依据。方法:实验利用细菌纤维素为增强材料,采用冷冻-熔融法,在细菌纤维素网络中引入聚乙烯醇/聚丙烯酰胺水凝胶,制备了细菌纤维素/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺复合水凝胶,采用红外光谱、扫描电镜、热重分析、力学性能测试等手段对凝胶的结构和性能进行表征。结果与结论:①通过扫描电镜和红外光谱图可以看到聚乙烯醇和聚丙烯酰胺结合到了细菌纤维素上,说明制备出了细菌纤维素/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺复合水凝胶;②细菌纤维素增强复合凝胶的热稳定性、拉伸强度明显提高,而断裂伸长率较细菌纤维素增强前下降;③聚丙烯酰胺浓度为1.0%时,复合水凝胶的拉伸强度和断裂伸长率最大分别为331.79 kPa和105.33%,聚乙烯醇浓度为3.5%时,复合水凝胶的断裂伸长率最大为46.25%,而拉伸强度随聚乙烯醇浓度的增加而增加;④结果表明,细菌纤维素的引入明显提高了水凝胶材料的力学性能,增强了其稳定性,该复合水凝胶有...
【文章来源】：中国组织工程研究. 2017,21(30)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
扫描电镜观察复合水凝胶表面形貌
?貕埱壳暗拇?聚合物凝胶和细菌纤维素增强后的凝胶进行热重分析，在氮气气氛下进行热失重分析考察PVA/PAM水凝胶和复合凝胶的热分解行为。从图3中可以看出，PVA/PAM水凝胶经历4次分解过程，在48℃就开始第一次分解，在600℃趋于稳定，而BC/PVA/PAM水凝胶在241℃才有明显的质量变化，在300℃时，PVA/PAM与BC/PVA/PAM水凝胶的失重率分别为61%，41%，PVA/PAM水凝胶失重率达到50%所需要的温度为274℃，而BC/PVA/PAM水凝胶为362℃，对比发现复合水凝胶比PVA/PAM水凝胶的热稳定性明显提高[39-40]。2.4力学性能分析结果图4A和4B给出了聚乙烯醇含量对细菌纤维素増强前和细菌纤维素增强后的纯聚合物凝胶和细菌纤维素增强复合凝胶力学性能的影响。结果表明随着聚乙烯醇含量的增加，PVA/PAM和BC/PVA/PAM复合凝图4聚乙烯醇、聚丙烯酰胺含量对纯聚合物凝胶和细菌纤维素增强复合凝胶力学性能的影响Figure4Effectsofpolyvinylalcoholandpolyacrylamidecontentsonthemechanicalpropertiesofpolyvinylalcohol/polyacrylamideandbacterialcellulosereinforcedpolyvinylalcohol/polyacrylamidecompositehydrogels图注：图中A为聚乙烯醇含量对纯聚合物凝胶和细菌纤维素增强复合凝胶断裂伸长率的影响；B为聚乙烯醇含量对纯聚合物凝胶和细菌纤维素增强复合凝胶拉伸强度的影响；C为聚丙烯酰胺含量对纯聚合物凝胶和细菌纤维素增强复合凝胶断裂伸长率的影响；D为聚丙烯酰胺含量对纯聚合物凝胶和细菌纤维素增强复合凝胶拉伸强度的影响。1401301201101009080706050403020裂伸长断率%)(012345聚乙烯醇(%)聚乙烯醇/聚丙烯酰胺细菌纤维素/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺聚乙烯醇/聚丙烯酰胺细菌纤维素/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺2802602402
180160140120100806040200伸强度拉kPa()012345聚乙烯醇(%)320300280260240220200180160140120100裂伸长断率%)(00.20.40.60.81.01.21.41.6聚丙烯酰胺(%)350300250200150100500伸强度拉kPa()00.20.40.60.81.01.21.41.6聚丙烯酰胺(%)聚乙烯醇/聚丙烯酰胺细菌纤维素/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺聚乙烯醇/聚丙烯酰胺细菌纤维素/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺100999897969594939291过透率%)(4000350030002500200015001000500图2聚乙烯醇/聚丙烯酰胺和细菌纤维素/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺复合水凝胶的红外光谱图Figure2Fouriertransforminfraredspectrogramofpolyvinylalcohol/polyacrylamideandbacterialcellulosereinforcedpolyvinylalcohol/polyacrylamidecompositehydrogels波数(cm-1)100908070605040302010重失率%)(0100200300400500600温度(℃)图3聚乙烯醇/聚丙烯酰胺和细菌纤维素/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺复合水凝胶的热失重曲线图Figure3Thermogravimetricanalysiscurvesforpolyvinylalcohol/polyacrylamideandbacterialcellulosereinforcedpolyvinylalcohol/polyacrylamidecompositehydrogels聚乙烯醇/聚丙烯酰胺细菌纤维素/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺ABCD
【参考文献】：
期刊论文
[1]BC/PVA/PEG增强型复合水凝胶的制备及其表征[J]. 杜倩雯,陈琳,钟春燕,洪枫. 广东化工. 2014(16)
[2]细菌纤维素/聚乙烯醇复合材料的制备研究进展[J]. 周玉惠. 胶体与聚合物. 2013(03)
[3]细菌纤维素（BC）增强PVA/PVP复合水凝胶的制备及性能表征[J]. 李文迪,容建华,林志丹,张秀菊. 高分子学报. 2012(04)
[4]细菌纤维素/聚丙烯酰胺水凝胶的制备及性能表征[J]. 张晶晶,容建华,李文迪,林志丹,张秀菊. 高分子学报. 2011(06)
[5]高强度PAM/PVA互穿网络水凝胶的合成[J]. 林建明,唐群委,吴季怀. 华侨大学学报(自然科学版). 2010(01)
[6]木醋杆菌流加静置培养生产细菌纤维素[J]. 汤卫华,马霞,贾原媛,李飞,贾士儒. 食品与发酵工业. 2008(02)
[7]智能型水凝胶结构及响应机理的研究进展[J]. 刘晓华,王晓工,刘德山. 化学通报. 2000(10)
硕士论文
[1]改性明胶/聚丙稀酰胺复合水凝胶及其用于软骨缺损修复的研究[D]. 胥杰龙.西南交通大学 2016
[2]水凝胶纳米复合材料的增强机理研究[D]. 孙黛楠.南京师范大学 2015
[3]细菌纤维素基复合水凝胶的制备及其评价[D]. 王彩霞.东华大学 2013
本文编号：3432949
【文章来源】：中国组织工程研究. 2017,21(30)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
扫描电镜观察复合水凝胶表面形貌
?貕埱壳暗拇?聚合物凝胶和细菌纤维素增强后的凝胶进行热重分析，在氮气气氛下进行热失重分析考察PVA/PAM水凝胶和复合凝胶的热分解行为。从图3中可以看出，PVA/PAM水凝胶经历4次分解过程，在48℃就开始第一次分解，在600℃趋于稳定，而BC/PVA/PAM水凝胶在241℃才有明显的质量变化，在300℃时，PVA/PAM与BC/PVA/PAM水凝胶的失重率分别为61%，41%，PVA/PAM水凝胶失重率达到50%所需要的温度为274℃，而BC/PVA/PAM水凝胶为362℃，对比发现复合水凝胶比PVA/PAM水凝胶的热稳定性明显提高[39-40]。2.4力学性能分析结果图4A和4B给出了聚乙烯醇含量对细菌纤维素増强前和细菌纤维素增强后的纯聚合物凝胶和细菌纤维素增强复合凝胶力学性能的影响。结果表明随着聚乙烯醇含量的增加，PVA/PAM和BC/PVA/PAM复合凝图4聚乙烯醇、聚丙烯酰胺含量对纯聚合物凝胶和细菌纤维素增强复合凝胶力学性能的影响Figure4Effectsofpolyvinylalcoholandpolyacrylamidecontentsonthemechanicalpropertiesofpolyvinylalcohol/polyacrylamideandbacterialcellulosereinforcedpolyvinylalcohol/polyacrylamidecompositehydrogels图注：图中A为聚乙烯醇含量对纯聚合物凝胶和细菌纤维素增强复合凝胶断裂伸长率的影响；B为聚乙烯醇含量对纯聚合物凝胶和细菌纤维素增强复合凝胶拉伸强度的影响；C为聚丙烯酰胺含量对纯聚合物凝胶和细菌纤维素增强复合凝胶断裂伸长率的影响；D为聚丙烯酰胺含量对纯聚合物凝胶和细菌纤维素增强复合凝胶拉伸强度的影响。1401301201101009080706050403020裂伸长断率%)(012345聚乙烯醇(%)聚乙烯醇/聚丙烯酰胺细菌纤维素/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺聚乙烯醇/聚丙烯酰胺细菌纤维素/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺2802602402
180160140120100806040200伸强度拉kPa()012345聚乙烯醇(%)320300280260240220200180160140120100裂伸长断率%)(00.20.40.60.81.01.21.41.6聚丙烯酰胺(%)350300250200150100500伸强度拉kPa()00.20.40.60.81.01.21.41.6聚丙烯酰胺(%)聚乙烯醇/聚丙烯酰胺细菌纤维素/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺聚乙烯醇/聚丙烯酰胺细菌纤维素/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺100999897969594939291过透率%)(4000350030002500200015001000500图2聚乙烯醇/聚丙烯酰胺和细菌纤维素/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺复合水凝胶的红外光谱图Figure2Fouriertransforminfraredspectrogramofpolyvinylalcohol/polyacrylamideandbacterialcellulosereinforcedpolyvinylalcohol/polyacrylamidecompositehydrogels波数(cm-1)100908070605040302010重失率%)(0100200300400500600温度(℃)图3聚乙烯醇/聚丙烯酰胺和细菌纤维素/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺复合水凝胶的热失重曲线图Figure3Thermogravimetricanalysiscurvesforpolyvinylalcohol/polyacrylamideandbacterialcellulosereinforcedpolyvinylalcohol/polyacrylamidecompositehydrogels聚乙烯醇/聚丙烯酰胺细菌纤维素/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺ABCD
【参考文献】：
期刊论文
[1]BC/PVA/PEG增强型复合水凝胶的制备及其表征[J]. 杜倩雯,陈琳,钟春燕,洪枫. 广东化工. 2014(16)
[2]细菌纤维素/聚乙烯醇复合材料的制备研究进展[J]. 周玉惠. 胶体与聚合物. 2013(03)
[3]细菌纤维素（BC）增强PVA/PVP复合水凝胶的制备及性能表征[J]. 李文迪,容建华,林志丹,张秀菊. 高分子学报. 2012(04)
[4]细菌纤维素/聚丙烯酰胺水凝胶的制备及性能表征[J]. 张晶晶,容建华,李文迪,林志丹,张秀菊. 高分子学报. 2011(06)
[5]高强度PAM/PVA互穿网络水凝胶的合成[J]. 林建明,唐群委,吴季怀. 华侨大学学报(自然科学版). 2010(01)
[6]木醋杆菌流加静置培养生产细菌纤维素[J]. 汤卫华,马霞,贾原媛,李飞,贾士儒. 食品与发酵工业. 2008(02)
[7]智能型水凝胶结构及响应机理的研究进展[J]. 刘晓华,王晓工,刘德山. 化学通报. 2000(10)
硕士论文
[1]改性明胶/聚丙稀酰胺复合水凝胶及其用于软骨缺损修复的研究[D]. 胥杰龙.西南交通大学 2016
[2]水凝胶纳米复合材料的增强机理研究[D]. 孙黛楠.南京师范大学 2015
[3]细菌纤维素基复合水凝胶的制备及其评价[D]. 王彩霞.东华大学 2013
本文编号：3432949
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