N-異丙基丙烯酰胺系粘土-聚合物納米復合水凝膠的合成及結構性能.pdf

1、聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)水凝膠是一種具有溫度敏感性能的智能水凝膠，PNIPAAm水凝膠的這種特殊性能已被廣泛應用于許多領域，如，蛋白質配體的檢測，藥物的釋放控制以及人工肌肉等方面。然而，傳統(tǒng)的化學交聯(lián)PNIPAAm水凝膠的機械性能比較差，從而限制了它們的應用。 近年來，Haraguchi等采用粘土取代傳統(tǒng)的有機試劑作為交聯(lián)劑，制備出了一系列的PNIPAAm/粘土納米復合水凝膠。該水凝膠具有較高的拉伸強度和較大的

2、拉伸斷裂比，并且其拉伸強度隨粘土含量的增加而增大。由于粘土水分散液通常具有較高的粘度，因此，難以得到高含量的粘土水分散液。有鑒于此，本論文的工作著眼于選用一種易分散的粘土，以合成高粘土含量、高力學性能的NIPPAm系納米復合水凝膠，并通過與其他單體共聚或引入其他聚合物來調節(jié)水凝膠的力學性能、溶脹性能及溫敏性能?，F(xiàn)將主要結果總結如下： 1．選用了一種改性的鋰皂石(LaponiteXLS，粘土S)作為交聯(lián)劑，通過原位溶液聚合法，成功

3、地制備出具有較高粘土含量的粘土S/PNIPAAm納米復合水凝膠(S-N凝膠)，并對該水凝膠力學性能、消溶脹行為以及透光率的溫敏性進行了系統(tǒng)的測試和研究。該水凝膠具有極高的拉伸斷裂強度及拉伸斷裂伸長率，較快的應力松弛，較大的力學損耗以及較低的拉伸回彈率。同時，在粘土含量較高時，由于粘土片層使聚合物鏈親水化，導致凝膠的宏觀相變行為消失。 2．采用原位聚合法成功地合成了粘土/聚(N—異丙基丙烯酰胺—co—丙烯酰胺)納米復合水凝膠(S—

4、N—M凝膠)。通過調節(jié)共聚物的配比對凝膠強度及溶脹性能進行了調控，并對反應物配比對聚合過程中透光率變化的影響規(guī)律進行了研究。該納米復合水凝膠的力學性能取決于聚合物中高分子的親水性以及大分子鏈的柔性，反映過程中透光率是否變化與聚合物的親水性有關，即聚合物親水性越強則透光率變化越小，疏水性越強則變化越大。 3．采用原位聚合的方法成功地合成了粘土/聚(N—異丙基丙烯酰胺)/聚乙二醇納米復合水凝膠(S—N—P凝膠)。發(fā)現(xiàn)聚乙二醇(PEG