壳聚糖/氧化石墨烯复合水凝胶的流变学及其pH响应性能研究

利用壳聚糖与氧化石墨烯之间的静电作用力,制备出了具有p H响应的壳聚糖/氧化石墨烯复合水凝胶体系.运用扫描电镜、X射线衍射、紫外可见光谱和红外光谱对复合水凝胶的微观内部结构与形成机理进行了分析探索.结果表明,壳聚糖与氧化石墨烯的最佳用量比为1:6时,能形成十分稳定的凝胶.此外,这种凝胶表现出明显的p H响应特性.当体系p H在4.98时,复合水凝胶具有最高的粘度1060Pa·s,远高于同浓度的单独壳聚糖与氧化石墨烯溶液,但p H改变后,凝胶粘度均会变小.这种复合凝胶体系不仅制备简便,而且具有p H响应性能,可望扩展石墨烯凝胶材料在生物领域中的应用范围.     

石墨烯基聚苯胺水凝胶的电化学性能研究

通过两步溶液自组装方法,制备了具有三维多孔网络结构的石墨烯基聚苯胺复合水凝胶(PR-x),并通过SEM、XRD、FT-IR、Raman、XPS等表征手段对样品的微观形貌和结构组成进行了表征分析.结果表明,聚苯胺均匀地负载于三维多孔石墨烯网络骨架,且能够显著抑制石墨烯的团聚现象.研究了石墨烯基聚苯胺复合水凝胶电极的电化学性能.当聚苯胺质量分数为75％,电流密度为1 A·g-1时,比电容为762.8 F·g-1;当扫描速率从5 mV·s-1增加到50 mV·s-1时,倍率保留率高达77％,经过3000次恒电流充放电后比电容保留率仍高达89.27％.该石墨烯基聚苯胺复合水凝胶电极作为超级电容器表现出优异的放电容量、倍率性能和循环稳定性,具有一定的潜在应用价值.     

正交法研究不同因素对SF/PU复合水凝胶抗压性能的影响

IPDI为硬段,PEG、PPG为软段,DMPA、DEG为扩链剂,TEA为中和剂合成了聚氨酯预聚体.以PEG的相对分子质量、-NCO/-OH(n/n)、 PEG/(PEG+PPG)(n/n) 和SF/(SF+PU)(m/m)为4个影响因素设计了四因素四水平正交实验并制备了一系列丝素蛋白/聚氨酯复合水凝胶.采用非限制性压缩试验对水凝胶进行抗压缩性能测试,并通过方差分析法对实验结果进行分析.结果表明PEG的相对分子质量对水凝胶的抗压性能影响最明显.PEG的相对分子质量为600、1 000、2 000、4 000时所制备的丝素蛋白/聚氨酯复合水凝胶的抗压模量均在0.35～1.20 MPa之间.     

纳米SiO2部分取代氧化石墨烯作为水基润滑添加剂在镁合金/钢界面的摩擦学性能研究

氧化石墨烯是一种摩擦学性能优异的水基润滑添加剂,近年来受到国内外学者的广泛关注。然而,高的生产成本限制了氧化石墨烯的广泛应用。因此,本文拟采用成本低廉,润滑性能优异的纳米SiO₂部分取代氧化石墨烯制备氧化石墨烯/SiO₂复合水基润滑液,采用摩擦磨损试验机研究两种纳米材料在去离子水中的比例对镁合金/钢体系中摩擦系数和磨损体积的影响。结果表明,在本文测试条件下氧化石墨烯/SiO₂复合水基润滑液相对于纯氧化石墨烯水基润滑液和SiO₂水基润滑液具有低的摩擦系数。针对承载能力测试,所有的润滑液在载荷1 N和3 N的测试条件下具有低的磨损体积。随着载荷的增加,不同润滑液的抗磨损性能具有较大的差别。在载荷5 N和8 N的测试条件下,氧化石墨烯/SiO₂复合水基润滑液的磨损体积相对于纯氧化石墨烯水基润滑液分别下降了50.5%和49.2%。氧化石墨烯/SiO₂复合水基润滑液在严苛的摩擦实验测试条件下相对于纯氧化石墨烯水基润滑液磨损体积下降了46.3%。实验结果为镁合金碳基复合水基成形润滑液的设计和制备提供了新的思路。     

温敏性聚乙烯醇/微凝胶复合水凝胶的制备与性质

 在聚乙烯胺大分子存在条件下,以特丁基过氧化氢(TBHP/-NH₂形成氧化还原对,通过接枝聚合方法引发N-异丙基丙烯酰胺聚合,合成了壳核微凝胶粒子,采用溶液共混和冷冻—恢复法制备了聚乙烯醇/微凝胶复合水凝胶膜。通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)考察了微凝胶粒子的形貌和内部结构,并研究了微凝胶粒子以及聚乙烯醇/微凝胶复合水凝胶膜的温度响应性质。结果表明,微凝胶粒子为球形结构,具有壳核结构。微凝胶以及复合水凝胶膜均表现出相似的相转变温度,并且复合水凝胶膜具有快速响应性质。     

氧化锌-聚丙烯酰胺复合水凝胶的循环伏安特性

运用溶液聚合法和沉淀法制备出氧化锌-聚丙烯酰胺复合水凝胶。对复合水凝胶进行X射线衍射分析,红外光谱分析,从而确定复合水凝胶中的成分为氧化锌和聚丙烯酰胺;通过研究复合水凝胶修饰玻碳电极的电化学行为,发现修饰电极对于氯化亚铁电解液具有较好的循环伏安响应;测试不同浓度氯化亚铁的循环伏安曲线,发现随着溶液浓度的增加,修饰电极对于氯化亚铁电解液的电化学响应加强;测试不同扫描速率下的循环伏安曲线,发现随着扫描速率的增加,还原峰电流与氧化峰电流都在增大,而且氧化峰与还原峰之间电位差增大;修饰电极对于其他不同的电解液进行测试,获得不同的循环伏安曲线。     

pH敏感型复合水凝胶的设计与药物缓控释评价

为了优化水凝胶的性能,改善水凝胶的药物缓释作用,设计了一种由氧化海藻酸(OSA)交联的海藻酸/明胶(SA/Ge)pH敏感型复合水凝胶,对其进行了红外光谱、XRD、TG分析,测定了水凝胶的溶胀率,探讨了该复合水凝胶体系的释药行为及机制,分析了四种模型方程对药物释放行为的拟合结果.结果表明:该水凝胶体系的溶胀率可达36倍,对大分子药物牛血清白蛋白具有一定的体外缓释效果,它在模拟胃肠液的释药机制属于骨架型扩散机制释放.     

聚乙烯醇复合凝胶的强度与界面强度研究

为了提高物理交联聚乙烯醇(PVA)水凝胶的强度,制备了PVA无纺布复合水凝胶. 当基体凝胶PVA质量分数为10%、无纺布体积分数为15%时,复合水凝胶的拉伸强度为5.90MPa;随着基体凝胶PVA质量分数和无纺布体积分数的提高,复合凝胶的强度提高;当基体凝胶PVA质量分数为15%、无纺布体积分数为25%时,复合水凝胶的拉伸强度为10.90MPa. 利用A系数研究了不同PVA质量分数以及无纺布体积分数的复合水凝胶中基体与无纺布的界面作用,在无纺布体积分数相同时,界面强度随PVA质量分数的提高而增大;在基体凝胶PVA质量分数相同时,无纺布体积分数较低的复合凝胶的界面强度较大. 复合水凝胶的结晶度低于纯水凝胶的结晶度.     

基于薄膜栽培的聚乙烯醇茶多酚复合水凝胶膜的制备

采用刮涂法制备能够应用于薄膜栽培技术中的聚乙烯醇(PVA)-茶多酚(TP)复合水凝胶膜,考察复合水凝胶膜中茶多酚的加入量对膜性能的影响。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X线衍射仪(XRD)、耐水压测试及电子万能拉伸试验等手段对水凝胶膜的结构、平衡溶胀度、耐水压力、抗菌性和力学性能等进行表征。结果表明:加入TP对PVA-TP复合水凝胶膜分子间的相互作用有影响,膜内部出现氢键的断裂以及新的氢键的形成;添加适量的TP能够优化复合水凝胶膜的力学性能、耐水性和抗菌性;当复合水凝胶膜中TP质量分数为0.6%时,复合水凝胶膜综合性能最好;相比于纯PVA膜,复合水凝胶膜的拉伸强度、断裂伸长率和耐水压力分别提高了73.5%、71.1%和14.3%,平衡溶胀度降低了12.5%,且有效提高了PVA膜对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的抑菌率。     

海藻酸-羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇水凝胶的制备及对蛋白药物释放的探讨

以牛血清白蛋白(BSA)为模型药物,制备了海藻酸-羧甲基壳聚糖(CMCS)/聚乙烯醇(PVA)复合水凝胶,考察了海藻酸水凝胶微球的粒径和微球在水凝胶基质中的分散性,分析了复合水凝胶基质的结构、溶解分数以及水凝胶在不同pH值下的溶胀率和药物释放。结果表明,药物的累积释放率(CR)随pH值的升高而升高,当pH值为1.2时CR为32%,当pH值为6.8时CR为53%,当pH值为8.0时CR达到70%,表明该复合水凝胶的释药性能受pH值的影响较大。     

PVA/PAA/BC复合水凝胶的制备与性能

利用冰冻–解冻循环法制备聚乙烯醇(PVA)/聚丙烯酸(PAA)/细菌纤维素(BC)复合水凝胶.研究BC与单体丙烯酸(AA)用量对PVA/PAA/BC复合水凝胶的力学性能和溶胀特性的影响,初步探讨PVA/PAA/BC复合水凝胶的pH敏感性.实验结果表明:随着BC添加量的增多,PVA/PAA/BC复合水凝胶的含水率和拉伸强度与PVA/PAA水凝胶相比均有一定程度的提高,SEM表明复合水凝胶的网络交联点增多;加入AA会使复合水凝胶拉伸强度减小,但溶胀性能提高很多.综合考虑,BC添加量为4%,AA添加量为8%时,各项性能均较好.     

纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇/海藻酸钠复合水凝胶的结构与性质研究

采用溶液共混法制备了纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇/海藻酸钠三元复合水凝胶材料,测定了复合材料的含水率,采用燃烧实验、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱及X射线衍射对复合材料的结构进行了表征和分析,并研究了复合材料的吸水性.结果表明,制备的复合水凝胶材料组成均匀,各组分间存在相互作用,并且具有好的吸水和保水性能,该复合水凝胶材料可作为一种人工软骨生物材料.     

海藻酸-羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇水凝胶的制备及对蛋白药物释放的探讨简

以牛血清白蛋白（BSA）为模型药物,制备了海藻酸-羧甲基壳聚糖（CMCS）/聚乙烯醇（PVA）复合水凝胶,考察了海藻酸水凝胶微球的粒径和微球在水凝胶基质中的分散性,分析了复合水凝胶基质的结构、溶解分数以及水凝胶在不同pH值下的溶胀率和药物释放。结果表明,药物的累积释放率（犆R）随pH值的升高而升高,当pH值为1．2时CR 为32％,当pH值为6．8时犆R 为53％,当pH值为8．0时CR 达到70％,表明该复合水凝胶的释药性能受pH值的影响较大。     

对苯二胺改性纳米凹土/聚丙烯酸复合水凝胶制备、表征与流变性能

采用对苯二胺改性纳米凹土并与聚丙烯酸在室温下直接复合制备复合水凝胶.研究改性温度、改性时间、对苯二胺与纳米凹土的质量比、改性纳米凹土及聚丙烯酸的用量等对水凝胶凝胶时间的影响,采用傅立叶红外光谱、扫描电镜和流变测试等技术对复合水凝胶进行表征和流变性能测试.实验结果表明,对苯二胺改性纳米凹土可使纳米凹土的分散性提高,改性纳米凹土/聚丙烯酸复合水凝胶具有较短的凝胶时间.流变学测试表明,改性纳米凹土的质量浓度在3.0%～7.0%(w/V)的范围内,复合水凝胶的黏度、刚性和机械强度皆随改性纳米凹土质量浓度的增加而增加;当聚丙烯酸的质量浓度在1.0%～2.0%的范围内,复合水凝胶的黏度、刚性和机械强度皆随聚丙烯酸的质量浓度增加而增加,而当聚丙烯酸的质量浓度在2.0%～3.0%的范围内,复合水凝胶的黏度、刚性和机械强度皆随聚丙烯酸质量浓度的增加而降低.     

纳米ZnO/BC/PVA复合水凝胶的制备与性能研究

采用化学交联法制备纳米氧化锌(ZnO)/聚乙烯醇(PVA)/细菌纤维素(BC)复合水凝胶,通过力学性能测试、溶胀率测试以及热重(TG)分析等研究BC加入量对复合水凝胶拉伸强度、断裂伸长率及吸水率的影响;探讨复合水凝胶对大肠杆菌抑制效率与纳米ZnO的加入量的关系。     

可注射型海藻酸/磷酸化壳聚糖复合水凝胶的制备及其生物相容性

将N-亚甲基磷酸化壳聚糖(NMPC)引入海藻酸钙水凝胶体系,制备了力学强度和稳定性均优于海藻酸钙和海藻酸/壳聚糖复合水凝胶的可注射型材料.通过正交实验,根据材料的力学性能、浸提液pH值和凝胶化时间的对比分析,确定了各组分质量分数为:海藻酸钠1.50%、碳酸钙0.30%、N-亚甲基磷酸化壳聚糖1.00%、柠檬酸0.30%.细胞培养和肌内植入试验表明,海藻酸/磷酸化壳聚糖(Alg/NMPC)复合水凝胶具有良好的生物相容性.     

氧化石墨烯自组装水凝胶

氧化石墨烯(GO)是化学氧化-还原法制备石墨烯的中间体,也是除石墨烯以外最为重要的二维纳米材料.由于GO纳米片表面富含各种含氧基团,因此其在水溶液中可以与多种物质发生超分子自组装,形成水凝胶.本文在分析GO化学结构的基础上,总结GO水凝胶的制备方法和形成机理,着重讨论GO的拓扑形状对水凝胶形成的影响,以及促进GO形成凝胶的超分子作用力,包括氢键、静电作用、配位作用、π-π作用等.最后,对GO自组装水凝胶的应用进行了评述,并展望了该领域今后的发展方向.     

3D打印技术制备明胶纳米微球基复合凝胶支架

以明胶为原料,使用两步去溶剂法分别合成了具有相反电荷的两种纳米微球,将它们混合后分别溶于水、明胶溶液和丝素蛋白溶液形成3种凝胶.使用3D打印技术对3种凝胶进行加工,成功制备了3种三维多孔的支架.明胶增强的支架与丝素蛋白增强的支架在冷冻干燥以后分别使用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)/羟基丁二酰亚胺(NHS)和乙醇进行交联.通过扫描电镜(SEM)观察支架的形态并研究支架的膨胀性质.实验结果表明,仅靠纳米微球之间相互的作用力无法维持支架在水中的稳定结构,而使用明胶和丝素蛋白增强的支架则可以克服这种缺点.     

改性氧化石墨烯/TiO_2的制备及在氨氮废水处理中的应用

将氧化石墨烯(GO)改性,得到了氨基化改性的氧化石墨烯.再将氨基化改性的氧化石墨烯(GO)与TiO_2复合,制备了氨基改性的氧化石墨烯(GO)与TiO_2复合材料.用所制备的复合材料在可见光照射下,去除溶液中的氨氮,分别考察了不同因素对氨氮去除效率的影响.     

体外透皮递送SPE的CMC/CS/Ca2+复合水凝胶及其抗氧化活性研究

像大豆肽(SPE)这样的肽类物质在药物靶向治疗和诊断等方面有着重要作用，但它们难以抵抗胃部极低的pH环境以及离子障碍，因此难以通过口服的方式进行递送。透皮递送系统可避免胃液的障碍，将药物递送到血液中。文中通过冻融循环成功制备了负载SPE的羧甲基纤维素/阳离子淀粉/Ca²⁺(CMC/CS/Ca²⁺)复合水凝胶，以克服透皮递送过程中皮肤角质层对水溶性SPE渗透的障碍。颗粒电荷分析(PCD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)以及流变结果表明，CMC、CS及Ca²⁺之间产生了化学和物理交联作用，形成了稳定的复合水凝胶，且SPE与CS、Ca²⁺间产生的相互作用使其力学性能可满足透皮递送的要求；扫描电子显微镜(SEM)和比表面积测试(BET)结果表明，这些复合水凝胶内部具有多孔洞的三维网络结构。复合水凝胶的含水率均高于95.63%，在25℃下持续25 min后其保湿率仍在97.34%以上，所有复合水凝胶均在120 min内快速溶胀，在720 min时平衡溶胀分数可达636.23%，说明该复合水凝胶对水具有高度的...