离子响应淀粉接枝共聚聚丙烯酸钠智能性凝胶的合成及性能

用辐射法制得的高吸水性淀粉接枝聚丙烯酸钠水凝胶，在一定离子强度的溶液中表现出的体积收缩现象，是一种新型的人工智能材料．在不同的离子强度、离子价态和凝胶体积状态下，这一材料所表现出来的不同体积收缩规律符合Ｄｏｎｎａｎ规律．收缩后的凝胶在一定条件下可以快速溶胀，表现出一定的伸缩可逆性．通过设计的简单传动装置，可大致得出水凝胶在伸缩过程中做功的大小．     

制备工艺对农林用高吸水材料凝胶强度的影响

以工业废胶为原料，通过研究交联反应时交联剂的体积分数、温度、时间及水解反应时碱溶液的质量分数、温度、时间等工艺条件制备出交联的聚丙烯酸盐类高吸水材料，通过测定高吸水材料吸水后凝胶在一定应力下的形变大小，作形变-时间曲线比较不同制备工艺条件下所得高吸水材料的弹性模量大小，从而相对表征高吸水材料的凝胶强度大小。     

聚天冬酰胺衍生物水凝胶的合成和溶胀性能

以L-天冬氨酸为单体，通过缩合反应合成聚丁二酰亚胺，用不同比例的牛磺酸和赖氨酸进行开环和交联，获得可生物降解聚天冬酰胺衍生物水凝胶．研究了反应条件对水凝胶溶胀性能的影响．实验结果表明，赖氨酸的用量、牛磺酸的用量对水凝胶吸水性能影响较大，引入磺酸基后，水凝胶的吸水倍率由47增大到174．水凝胶在不同溶液中的溶胀测试表明水凝胶具有较强的溶剂敏感性．溶胀倍率随着溶液pH值增大而升高，水凝胶在pH=7．4的溶液中收缩．水凝胶的溶胀倍率随着溶液离子强度的增大而降低．     

AMPS/DMAEMA共聚水凝胶合成与性能

以AMPS和DMAEMA为共聚单体,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用静置水溶液聚合法合成AMPS/DMAEMA共聚物水凝胶。在反应温度30℃,经正交实验研究了合成反应的工艺条件:交联剂用量4.0wt%,引发剂用量0.5wt%,单体总浓度0.2g/mL,AMPS:DMAEMA=3:7(质量比)。该凝胶对离子强度、pH值均表现出了显著的体积突变现象,体积相变发生在离子强度I和pH值分别为0.1和4左右,但随温度变化的体积突变不明显。     

聚N-丙烯酰基甘氨酸水凝胶的合成及溶胀性能

以N丙烯酰基甘氨酸(Acgly)为单体、过硫酸铵(APS)为引发剂、亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,通过溶液自由基聚合得到含有不同交联剂用量的水凝胶,并进行红外光谱表征.实验中对合成的水凝胶在不同pH条件下的平衡溶胀比和溶胀收缩可逆性进行测试.结果表明:随着交联剂质量分数从0.5%增大至7%,水凝胶外观由无色透明变为白色不透明,同时水凝胶由软变硬,弹性变小,硬度增加;在2.8相似文献   

水质对深部调驱效果影响研究

通过对深部调驱现场出现的问题进行分析,认为水质是影响凝胶成胶强度的一个关键因素。通过开展水质中钙镁离子、硫离子、悬浮物、含油量,pH对凝胶强度影响的单因素实验,并与模拟水进行了对比,发现硫离子和悬浮物会对凝胶强度造成很大影响,钙镁离子、pH值也会对凝胶强度造成一定程度的影响;而含油量对凝胶强度影响不大。     

废黄石膏路基材料物理力学性能研究

讨论了化工废黄石膏路基材料的力学性能和体积稳定性能，阐述了废黄石膏在矿物掺合物、激发剂、外加剂等存在同时，不同配合比下的强度发展规律、体积稳定性、溶出率和吸水率以及对路基材料的影响。     

醚化海藻酸钠/聚丙烯酸钠凝胶在有机溶剂中的聚集态变化

以醚化海藻酸钠(ESA)与一定中和度的丙烯酸(AA)为单体、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵-亚硫酸氢钠为引发剂,采用水溶液法合成了醚化海藻酸钠(ESA)/聚丙烯酸钠[P(N aAA)]吸水性复合凝胶。考察比较了凝胶在不同组成比的水/丙酮混合溶剂中的平衡含水率。结果表明:丙烯酸中和度为60%时,凝胶饱和吸水率随着丙酮含量的增加连续下降;丙烯酸中和度为70%和90%时,凝胶在溶剂的介电常数分别为46.6和64.1时发生不连续收缩现象(体积相变);随着溶剂中水含量的增加,扩散系数(Dt)也增大,溶剂中Hφ2O<0.4时,凝胶的溶胀表现出non-F ick-ian扩散行为,当φH2O=0.4时,凝胶的溶胀主要表现出F ick ian动力学行为。     

含玻璃相固体废物蒸压反应特性的红外光谱研究

通过红外光谱、X射线衍射、扫描电镜等手段研究了粉煤灰、废玻璃和矿渣等固体废物-石灰体系的蒸压反应特性。结果表明,1.2MPa饱和蒸汽压下,固体废物红外光谱强吸收区Si-O伸缩振动频率越低,其蒸压样品的结合水量越大,水热反应能力越强。粉煤灰、废玻璃的红外光谱强吸收区Si-O伸缩振动频率越低,其蒸压样品的强度越大。矿渣蒸压样品的强度与矿渣红外光谱强吸收区Si-O伸缩振动频率表现出不同于其他两种固体废物的规律,矿渣中铝参与反应形成大量的水石榴石,导致其蒸压样品的强度下降。     

电致伸缩材料非线性力学计算中的几个问题

由于电致伸缩材料本构方程的非线性特性,该材料在力学理论计算、材料参数测试中会出现一定的困难.同时,电场体积力在计算与实验中也应纳入考虑范围.文章给出了一种合适的电致伸缩材料的本构方程,并指出电场体积力的表达式取为Maxwell应力较为合适.利用一种简单模型,给出了0阶近似下的2种处理方式(考虑电场体积力与否)的近似解以及一般处理方式下的解析解.利用推导结果得到了这3种不同处理方式下的位移、应力场数值算例.结果表明,应根据不同条件,在具体计算中合理地处理电场非线性效应以及电场体积力才能得到符合实际情况的结果.     

电致伸缩材料非线性力学计算中的几个问题

由于电致伸缩材料本构方程的非线性特性,该材料在力学理论计算、材料参数测试中会出现一定的困难.同时,电场体积力在计算与实验中也应纳入考虑范围.文章给出了一种合适的电致伸缩材料的本构方程,并指出电场体积力的表达式取为Maxwell应力较为合适.利用一种简单模型,给出了0阶近似下的2种处理方式（考虑电场体积力与否）的近似解以及一般处理方式下的解析解.利用推导结果得到了这3种不同处理方式下的位移、应力场数值算例.结果表明,应根据不同条件,在具体计算中合理地处理电场非线性效应以及电场体积力才能得到符合实际情况的结果.     

石灰粉煤灰类基层材料早期强度的可恢复性

通过室内试验和理论分析，认为石灰、粉煤灰之间通过形成空间网格结构、凝胶结构和凝胶结晶缩合结构促使二灰产生相应的结构强度。由于这些结构在形成的时间顺序和对强度贡献的程度上存在较大的差异，使石灰、粉煤灰类材料在早期（3d左右）强度形成上表现出一定的独特性。研究结果表明，在保证结构完整的基础上，二灰材料具有显著的早期强度可再生恢复性，初期的结构破坏不会影响这类材料最终强度的形成。     

羧基化纤维素纳米晶须对魔芋葡甘聚糖复合凝胶性能的影响

为改善魔芋葡甘聚糖(KGM)凝胶的黏弹性、凝胶强度以及在高温下的热性能,在1.5g KGM中分别加入0.2、0.5、0.8、1.0g的羧基化纤维素纳米晶须(CCNC),制得CCNC/KGM复合水凝胶并做空白对照。利用流变仪分析不同配比下的CCNC/KGM的流体行为,对CCNC/KGM水凝胶的微观结构、特征官能团进行表征,并分析其热重情况。结果表明,CCNC添加量为0.8g以内,CCNC/KGM复合凝胶体系黏度逐渐加大。扫描电镜结果显示,CCNC的添加量在0.8g时,CCNC与KGM协同所形成的凝胶网状结构空隙丰富,且在熔融状态出现后,此复配比下的凝胶质量损失较纯KGM水凝胶降低了近50%,在高温中表现出更好的热性能,并保留了一定的凝胶特性;因此CCNC和KGM质量比约为0.8∶1.5时,水凝胶的黏弹性、凝胶强度以及高温下的热性能均达到最优,凝胶特性凸显。     

pH响应型医用抗菌水凝胶人工血管材料

基于互穿网络结构的聚乙烯醇/聚丙烯酰胺水凝胶，运用抗菌肽制备了一种pH响应型抗菌水凝胶人工血管材料。试验结果表明，该水凝胶表面光滑、微孔结构均匀，力学性能优良且具有低体积溶胀性。体外细胞毒性试验和抗菌试验结果表明，该水凝胶在生理状态下不具备杀菌性能和细胞毒性，而在低pH值环境下对大肠埃希菌与金黄色葡萄球菌都具有明显的杀菌作用。研究结果为进一步开发响应型抗菌水凝胶人工血管提供了理论和试验依据。     

含玻璃相固体废物的蒸压反应特性

通过傅里叶变换红外光谱分析、X射线衍射分析、扫描电镜分析等方法研究了粉煤灰、废玻璃和矿渣等固体废弃物-石灰体系的蒸压反应特性.结果表明:1.2MPa饱和蒸汽压下,固体废弃物的 Si-O 伸缩振动频率越低,其蒸压样品的结合水量越大,水热反应能力越强;粉煤灰、废玻璃的 Si-O 伸缩振动频率越低,其蒸压样品的强度越高;矿渣蒸压样品的强度与矿渣的 Si-O 伸缩振动频率表现出不同于其他两种固体废弃物的规律,这主要是因为矿渣中的活性铝参与了反应,形成大量的水石榴石,导致其蒸压样品的强度下降.     

单轴压缩下岩石材料体积效应的数值模拟

为了探讨体积对岩石材料强度和变形及其破坏形式的影响规律,从岩石材料的非均质性出发,应用岩石破裂过程分析系统RFPA^2D对同长径比不同体积的岩石进行了单轴压缩下的数值模拟研究,模拟结果表明随着体积的增大,岩石的强度呈衰减趋势,但在体积增大某个值以后时,岩石强度便基本趋于稳定,模拟结果和实验结果相吻合。对一组不同均质度系数下岩石材料体积效应的数值模拟结果表明,岩石强度的体积效应根源于材料的非均质性。     

葡萄糖敏感型聚合物胶体晶体水凝胶的研究

在聚丙烯酰胺水凝胶链段上引入葡萄糖分子,同时在水凝胶内嵌入聚苯乙烯胶体晶体,制备了葡萄糖敏感型聚丙烯酰胺胶体晶体膜。伴刀豆球蛋白可与葡萄糖分子偶合而在聚合物链段间形成交联,水凝胶体积收缩,胶体晶体带隙蓝移约30 nm。相对于固定在聚丙烯酰胺链上的葡萄糖分子,伴刀豆球蛋白与游离葡萄糖分子的偶合常数更大,游离葡萄糖可打断已形成于聚合物链上的葡萄糖与伴刀豆球蛋白间的交联,胶体晶体带隙红移。研究表明:该胶体晶体水凝胶可检测最低葡萄糖浓度为5 mmol/L,且离子强度(50 mmol/L NaCl溶液)对葡萄糖浓度分析时带隙位移没有影响。     

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.     

非离子型UV固化聚氨酯水凝胶的合成与性能研究

以聚乙二醇2000(PEG2000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(BDO)、丙三醇(GLY)、丙烯酸-2-羟乙酯(HEA)为主要原料,采用丙酮预聚体法合成了一系列透明的、非离子型UV固化聚氨酯水凝胶.研究了BDO/GLY的配比对水凝胶溶胀性能、拉伸性能的影响;探讨了温度、离子强度对水凝胶溶胀性能的影响;并以硫酸庆大霉素作为模拟药物,对其在模拟体液PBS缓冲溶液中的释放进行了初步探讨.当nBDO/nGLY为1时,水凝胶干膜拉伸强度达到1.46 MPa,伸长率为87%,20℃去离子水中溶胀比达到370%,且表现出显著的温度敏感性和较好的离子强度稳定性,并具有载药和释放药物的能力.     

可用于人工关节润滑的水凝胶蠕变缓释性能及理论模型

针对人工关节润滑液难以定量供给导致假体表面磨损严重的问题，提出一种水凝胶关节囊结构来供给和保存关节润滑液的方法，并进行了试验探究和理论验证。首先，制备了含透明质酸琼脂糖水凝胶，在生理盐水浸润环境中对其进行了体外无侧限压缩蠕变缓释试验，得到了蠕变体积和介质释放量与压力的关系曲线，并得出蠕变体积与介质释放量的转换公式。然后，根据水凝胶的结构和性质，建立了耦合扩散和大变形理论的本构模型，在给定压力的情况下通过该模型可得到水凝胶蠕变仿真曲线，最后结合试验得到的转化公式，可推导出水凝胶介质缓释量。采用一种将试验结果与有限元建模和优化方法相结合的有限元逆向法技术，得到了试件的相关材料参数，使用该参数对不同压力下的蠕变行为进行了仿真验证，结果表明：含透明质酸琼脂糖水凝胶在恒定压力作用下蠕变缓释量正比于蠕变体积；在给定压力和作用时间的情况下，耦合扩散和大变形理论模型可以在误差允许范围内定量预测含透明质酸琼脂糖水凝胶的缓释量。该研究成果可为未来水凝胶作为人造关节囊实现人工关节定量润滑提供参考。