JKR表面能仪的研制及其对纳米复合聚合物水凝胶表面黏结性的表征

基于Johnson-Kendall-Roberts(JKR)理论在实验室研制了一台JKR表面能仪,并用它研究了纳米复合聚合物水凝胶的表面黏结性能。纳米复合聚合物水凝胶由甲基丙烯酸在纳米黏土Laponite水溶液中聚合而成。这种JKR表面能仪非常适合于定量表征聚合物水凝胶等软物质的表面黏结性能,在生物医学、组织工程、功能性薄膜等领域具有广泛的应用前景。     

芘荧光探针跟踪纳米复合水凝胶的形成过程

采用阳离子型芘荧光探针芘甲胺基盐酸盐跟踪聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)/锂藻土Laponite原位聚合制备纳米复合水凝胶的过程.首先通过提高Laponite分散液的离子强度,采用离心分离和紫外-可见光吸收光谱验证了荧光探针在Laponite片层上的吸附;然后通过跟踪吸附荧光探针的激基缔合物的荧光光谱,发现反应液在聚合反应开始20min后出现的乳白色不透明现象与体系中形成的PNIPAm链的不均匀分布相关.聚合生成的高分子链吸附在Laponite片层周围,占据了片层上一定的空间,使得吸附在Laponite片层上的荧光分子被挤压而靠近,造成荧光激基缔合物的出现,因此可以通过荧光光谱变化来推测纳米复合(NC)凝胶聚合过程中透光率的变化及生成的聚合物链与交联剂Laponite之间的相互作用,这为深入认识NC凝胶的交联结构提供了一种实验方法.     

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.     

HEMA/AM/clay纳米复合水凝胶的制备及性能

以无机黏土为物理交联剂,通过原位自由基聚合制备甲基丙烯酸羟基乙酯/丙烯酰胺/黏土(HEMA/AM/clay)纳米复合水凝胶.通过傅里叶红外光谱(FT-IR)分析,证明制备的纳米复合水凝胶具有预期的化学组成;通过差示扫描量热仪(DSC)分析了水凝胶中水的存在状态.研究结果表明,凝胶的溶胀度随AM投料量的增加而增大,且随着AM投料量的增加,凝胶的力学性能随之提高,在溶胀度为350％时,水凝胶的断裂伸长率和抗拉强度分别达到400％和0.5 MPa.     

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。     

PVA/HA复合水凝胶的制备及性能研究

采用模板法制备了微孔羟基磷灰石,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对其结构进行了表征。同时,制备了聚乙烯醇/微孔羟基磷灰石复合水凝胶和聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石复合水凝胶。测试了聚乙烯醇/羟基磷灰石复合水凝胶的含水率和力学性能。实验表明,合成的羟基磷灰石具有微孔结构,复合水凝胶含水率可达到60%以上,羟基磷灰石的加入使复合材料的拉伸强度、断裂伸长率都得到了较大提高,可用于人造软骨,是一种很有开发前景的生物医用材料。     

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.     

Ag/P(DMAEMA-co-AMPS)纳米复合水凝胶的紫外辐射合成及性能研究

为了研究Ag粒子的含量对Ag/P(DMAEMA-co-AMPS)纳米复合水凝胶的溶胀率、温度响应和p H响应的影响,采用紫外辐射法成功制备了Ag/P(DMAEMA-co-AMPS)纳米复合水凝胶。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)等分析手段,对复合水凝胶的结构、形貌和界面相互作用进行表征。结果表明,立方晶系结构的Ag纳米粒子均匀分布在水凝胶三维网络结构中,Ag纳米粒子基本呈球形,粒径分布较窄,平均粒径约为4 nm;Ag纳米粒子与聚合物基体之间存在较强的配位相互作用。较P(DMAEMA-co-AMPS)水凝胶而言,Ag/P(DMAEMA-co-AMPS)纳米复合水凝胶的平衡溶胀率由171.6%降至41.49%,而且溶胀速率也明显减小。此外,Ag/P(DMAEMA-co-AMPS)纳米复合水凝胶的平衡溶胀率变化结果也说明了改变Ag纳米粒子的含量,Ag/P(DMAEMA-co-AMPS)纳米复合水凝胶可以对其温度及p H敏感性进行调控,既能保持较高的平衡溶胀率,又具有较高的温度响应性。在p H范围内(p H=2~12)能保持较高的平衡溶胀率,且最大的平衡溶胀率为350%。     

聚N-异丙基丙烯酰胺/SiO_2纳米复合水凝胶的制备及性能

用一种简便、通用的方法,以N-异丙基丙烯酰胺为单体,以修饰二氧化硅为交联剂和增强剂,制备出一种具有较高机械强度和良好温度响应性能的聚N-异丙基丙烯酰胺/SiO_2PNIPAm/m-SiO_2纳米复合水凝胶.采用TEM、SEM、傅里叶变换红外光谱、万能实验机和差示扫描量热法,对水凝胶的结构、机械性能和热力学性能,进行了分析、测试和表征.研究结果表明:该复合水凝胶具有孔径均匀分布的三维网状结构(孔径约1μm)、高的机械强度(压缩强度可以达到8MPa)和良好的韧性,并在35℃左右具有明显的相转变行为(去溶胀性能).     

杂化交联复合凝胶堵漏剂的制备及其性能评价

针对常规化学凝胶堵漏剂抗高温和力学性能差的问题,以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)为硅源,以锂皂石(Laponite)为增韧剂和无机交联剂,以自制反应性微凝胶BWL为有机交联剂,与丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸(MAA)等聚合,合成一种杂化交联复合凝胶材料,据此制备凝胶颗粒堵漏剂,考察其凝胶黏弹性能、Si...     

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.     

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。     

纳米复合水凝胶的制备与表征

以两种不同的黏土-锂基黏土XLG和钠基黏土（Na—clay）为改性剂,通过原位复合法制备黏土／聚丙烯酰胺复合水凝胶．通过调整反应物之间的配比、反应条件考察了纳米复合水凝胶的机械强度、吸胀性能、透明性等性能．结果表明两种黏土都能够增强水凝胶的拉伸强度,其中前者效果更加明显．并且XLG／聚台物凝胶具有极好的透明度,XRD结果表明黏土在聚合物基体中呈纳米尺度均匀分散,并起到交联剂作用．     

PDMAA/Clay纳米复合水凝胶的制备与性能

以无机黏土为交联剂,采用偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂制备了新型的聚N,N ＇-二甲基丙烯酰胺/黏土(PDMAA/Clay)纳米复合水凝胶,作为对比,采用过硫酸钾(KPS)为引发剂制备了相对应的水凝胶.对两种纳米复合水凝胶的结构、形态、溶胀行为和力学性能等进行了研究.试验表明,黏土的结晶结构均已被破坏,黏土规整的片层被剥离并在凝胶中无序分布,起到交联剂的作用.随着黏土含量的增加,水凝胶的溶胀速率和溶胀度降低.采用AIBN制备的PDMAA/Clay水凝胶具有更好的韧性及更高的断裂强度,其断裂伸长率可达1 800％以上,而KPS制备的水凝胶的断裂伸长率在1 200％左右.     

PAAm/CMC-Ag纳米复合水凝胶的制备表征及溶胀动力学研究

以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(N,N-MBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,合成了聚丙烯酰胺(AAm)-羧甲基纤维素钠盐(CMC)半互穿网络水凝胶.通过傅里叶红外光谱纳米复合水凝胶PAAm/CMC-Ag的结构.紫外可见光谱研究表明,Ag纳米粒子的表面等离子体吸收峰在450 nm范围.溶胀动力学表明,PAAm/CM...     

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。     

交联NFC/PVA水凝胶的制备及对重金属吸附研究

使用戊二醛做交联剂,将羧基化的纳纤化纤维素(NFC)与聚乙烯醇(PVA)通过化学交联,制备出含羧基的NFC/PVA复合水凝胶,对水凝胶进行了红外光谱、扫描电镜、热重分析、含水率等表征,研究了NFC/PVA复合水凝胶对重金属离子的吸附性能。结果表明,水凝胶内部呈多孔结构,PVA的加入提高了水凝胶的热稳定性,戊二醛交联增强了水凝胶的机械强度,交联剂用量为2%时,复合水凝胶对重金属离子的吸附效果最好。     

PVA-碳量子点复合荧光水凝胶的制备及性能研究

荧光水凝胶因其优异的光学性能、生物相容性等优点受到广泛关注。本研究通过冻融法，将硅烷碳点(Si-CDs)与聚乙烯醇(PVA)复合，制备了一种具有pH响应性和抗菌活性的聚乙烯醇-碳量子点复合荧光水凝胶(PVA-CDs),表征了PVA-CDs水凝胶的微观结构，并研究了其机械性能、流变性能、吸水性、细胞相容性以及抗菌活性。实验结果表明，碳量子点的引入，显著改善了水凝胶的力学性能，降低了水凝胶的溶胀比。在不同的酸碱环境中，掺杂了荧光碳点的PVA-CDs复合水凝胶显示出不同颜色的荧光，证明PVA-CDs复合水凝胶具有优异的pH响应性。经PVA-CDs复合水凝胶处理的细菌培养板上形成了清晰可见的抑菌圈，表明其有良好的抗菌活性。此外，所制备的荧光水凝胶材料同时具备pH响应性、抗菌活性和细胞相容性，为开发生物医用材料提供了新的思路和重要理论依据。     

聚N-异丙基丙烯酰胺/羧甲基壳聚糖纳米复合水凝胶制备及响应性能

以羧甲基壳聚糖（CMCS）和N-异丙基丙烯酰胺（NIPAAm）为原料,采用粘土作为交联剂制备一种新型的纳米复合水凝胶（PNIPAAm/CMCS/Clay）,并对其进行表征.研究CMCS及粘土用量、水介质温度及pH值对该凝胶性能的影响.结果表明该凝胶具有明显的温度和pH值双响应性,溶胀度随CMCS的增加和粘土用量的减少而增大.     

一种基于光交联明胶-聚丙烯酰胺的神经组织工程构建物

从改善神经组织再生材料的理化性能角度出发，选择生物相容好的光交联明胶(GelMA)和亲水聚合物聚丙烯酰胺(PAM)构建复合水凝胶支架，用于支持雪旺细胞生长。以纯GelMA作为对照，分别测试不同浓度的光交联明胶-聚丙烯酰胺复合水凝胶(GelMA-PAM)的形貌、理化性能和机械性能；观察雪旺细胞在支架上的生物相容性、增长情况以及分化程度。实验结果表明，PAM可以改善GelMA支架的机械性能，当GelMA与PAM的质量分数分别为10%和2.5%时，该支架具有良好的生物相容性，可促进雪旺神经细胞分化。因此，开发基于GelMA-PAM复合水凝胶支架可作为一种理想的神经组织工程构建物。