丙烯酸系共聚水凝胶的合成及对染料吸附性能的研究
聚丙烯酸水凝胶的制备工艺与性能控制
聚丙烯酸水凝胶的制备工艺与性能控制聚丙烯酸（Polyacrylic Acid，PAA）水凝胶是一种高分子材料，具有良好的水溶性和吸水性能，在医学、卫生、环境保护等领域有着广泛的应用。
本文将介绍聚丙烯酸水凝胶的制备工艺和性能控制。
一、制备工艺聚丙烯酸水凝胶的制备主要包括聚合反应和后处理两个步骤。
1. 聚合反应聚合反应是将丙烯酸单体聚合成聚丙烯酸高分子的过程。
具体步骤如下：（1）准备反应体系：将丙烯酸单体、引发剂和反应介质（如水）按照一定的配比加入反应釜中。
（2）引发反应：加热反应釜，使反应体系温度升高到引发剂的活化温度，引发剂开始分解产生自由基，引发聚合反应。
（3）收集制备好的聚丙烯酸水凝胶：待聚合反应完成后，将制备好的聚丙烯酸水凝胶从反应釜中取出。
2. 后处理后处理是指对聚丙烯酸水凝胶进行物理或化学处理，以改善其性能或满足特定的应用需要。
常见的后处理方法包括交联处理和改性处理。
（1）交联处理：通过引入交联剂，使聚丙烯酸水凝胶分子链相互交联，以提高其稳定性和力学性能。
交联剂可以是化学交联剂，如乙二醇二丙烯酸酯（EGDA）；也可以是物理交联剂，如热处理或紫外光照射。
（2）改性处理：通过引入其他成分或化学反应，改善聚丙烯酸水凝胶的性能。
例如，向聚丙烯酸水凝胶中添加纳米颗粒可以增加其机械强度和吸附性能；向聚丙烯酸水凝胶中引入氨基酸可以增加其生物相容性。
二、性能控制聚丙烯酸水凝胶的性能控制是制备过程中的关键环节，下面将介绍几个常见的性能控制因素。
1. 单体浓度聚丙烯酸水凝胶的单体浓度会影响其最终的吸水性能和力学性能。
当单体浓度较低时，聚合反应难以进行，生成的水凝胶可能会失去一些特性；当单体浓度过高时，反应体系粘度增加，聚合反应可能会受到扩散的影响。
2. 引发剂的选择引发剂的选择会影响聚合反应的速率和效果。
常用的引发剂有过硫酸盐、亚离子无机盐和有机过氧化物等。
选择适当的引发剂可以控制聚合反应的活性和反应速率，从而影响聚丙烯酸水凝胶的形成过程和最终性能。
丙烯酸-丙烯酰胺共聚物水凝胶实验结论与改进
丙烯酸-丙烯酰胺共聚物水凝胶实验结论与改
进
结论：从实验结果来看，丙烯酸-丙烯酰胺共聚物水凝胶具有较好的吸水性和保水性能。
但是，在实际应用中，存在一些问题需要改进。
首先，水凝胶的力学稳定性较低，容易断裂和分解，需要加强其强度和稳定性。
其次，水凝胶的使用寿命较短，需要寻找新的材料或改进制备工艺，使其使用寿命更长。
改进：为了提高水凝胶的力学稳定性和使用寿命，可以考虑以下几种改进方案：
1. 改善共聚物聚合反应的工艺，使其产品品质更好。
2. 引入交联剂，增强其力学稳定性。
3. 向共聚物中添加一些稳定剂，延长其使用寿命。
4. 调整共聚物组成，增强其力学稳定性和使用寿命。
总之，针对丙烯酸-丙烯酰胺共聚物水凝胶的问题，可以采取不同的改进方案来解决，从而提高其应用性能和使用寿命。
聚丙烯酸系吸附性树脂材料的合成及应用研究进展
第40卷第8期 当 代 化 工 Vol.40，No.8 2011年8月 Contemporary Chemical Industry August，2011 聚丙烯酸系吸附性树脂材料的合成及应用研究进展蒋 磊1，黄红军1，王 康1，万国顺2，张东升3（1. 军械工程学院 先进材料研究所，河北 石家庄 050003；2. 解放军驻743厂军代室，山西 太原 030027；3. 吉林预备役步兵第四十七师，吉林 吉林 132000）摘 要： 聚丙烯酸系吸附性树脂材料是一种以强亲水能力为基础的树脂材料，其应用领域十分广泛。
且随着应用研究的不断深入，其功能已经扩展至吸水、吸湿、离子吸附等领域。
综述了近几年国内外对丙烯酸系吸附树脂材料的合成及应用研究情况，并对今后研究的发展方向进行了探讨。
关 键 词： 聚丙烯酸系吸附树脂； 吸湿； 吸附； 合成； 进展中图分类号： TQ 325.7 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2011）08-827-05Research Progress in Preparation and Application ofPolyacrylatic Absorbent ResinJIANG Lei1，HUANG Hong-jun1，WANG Kang1，WAN Guo-shun2，ZHANG Dong-sheng3(1. Institute of Advanced Material ,Ordnance Engineering College, Hebei Shijiazhuang 050003, China;itary Representative Office in No.743 Factory, Shanxi Taiyuan 030027, China;3. No.47 Reserve Infantry Division, Jilin Jilin 132000, China)Abstract: Polyacrylatic absorbent resin has strong hydrophilic ability and wide application range. With deepening ofapplied research, its functionality has been extended to water absorption, moisture absorption and ion absorption. Inthis paper, research progress in synthesis techniques and application of polyacrylatic absorbent resin was summarized,then the future research direction was discussed.Key words: Polyacrylatic absorbent resin; Moisture absorption; Absorption; Preparation; Progress聚丙烯酸系吸附树脂是以丙烯酸类为原料，通过聚合方法合成的高分子树脂材料。
pH敏感水凝胶的制备与性能研究
pH敏感水凝胶的制备与性能研究摘要由于其对环境响应的特性及在药物输送、化学分离、传感器、催化等方面的潜在应用，环境响应性水凝胶一直深受科研工作者的青睐。
本文以丙烯酸(AA)为单体、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂，采用自由基本体聚合方法制备具有pH敏感特性聚丙烯酸(PAA)水凝胶。
讨论了交联剂用量、促进剂用量、引发剂配比、反应温度等因素对水凝胶合成的影响，并详细研究了该水凝胶的pH响应特性。
在此基础上，探讨了水凝胶对亚甲基蓝污水的吸附作用。
实验表明：较佳合成条件为0.2g MBA、0.3mL促进剂、引发剂配比为0.6:1（亚硫酸氢钠/过硫酸铵），反应温度50°C；且形成的水凝胶具有明显的pH敏感特性，当溶液的pH为14时，其溶胀比可高达自身重量的10倍；实验中还发现该凝胶对亚甲基蓝溶液表现出良好的吸附效果。
关键词：水凝胶；聚丙烯酸；pH敏感ABSTRACTThe stimuli-responsive hydrogels continued to draw attention due to their specific properties and potential applications in fields, including drug delivery, chemical separations, sensors, and catalysis. In this paper, pH-sensitive polyacrylic acid (PAA) hydrogels were synthetized using acrylic acid as monomer and N,N'-Methylene-bisacrylamide (MBA) as crosslinking agent by the radical polymerization in bulk. The factors of the crosslinker and accelerator dosage, ratio of initiator, reaction temperature were discussed on the synthesis of hydrogels, and then the pH-responsive performance of the above hydrogels were studied at the different pH solution in detail. Furthermore the adsorption properties of hydrogels were examined on the stimulative sewage containing the methylene blue. The results showed that the optimum reaction conditions were 0.2g MBA, 0.3mL accelerator, ratio of initiator 0.6:1 (sodium bisulfite/ ammonium persulfate), temperature 50℃respectively. The obtained hydrogel had the obvious pH-sensitive properties, when the solution was 14, the swelling ratio (SR) could run up to 10, and the hydrogels also had the adsorbability of the methylene blue solution.Keywords:hydrogel; polyacrylic acid; pH-sensitive目录绪论 (1)前言 (1)1.1 水凝胶吸水机理 (1)1.2 水凝胶分类 (2)1.2.1 根据水凝胶对环境的不同敏感特性分类 (2)1.2.2 根据凝胶网络上的电荷性质分类 (2)1.2.3 根据凝胶原料的来源分类 (3)1.2.4 根据水凝胶对外界环境的敏感程度进行分类 (3)1.3 水凝胶的制备 (3)1.3.1 自由基聚合 (3)1.3.2 溶液聚合 (4)1.3.3 反相悬浮法 (4)1.3.4 反相乳液聚合 (4)1.3.5 辐射聚合 (4)1.3.6 水溶性高分子的交联 (5)1.3.7 物理交联水凝胶 (5)1.4 水凝胶的应用 (5)1.4.1 农林园艺方面 (5)1.4.2 生理卫生用品方面 (5)1.4.3 医疗及医药方面 (6)1.4.4 工业及其他方面 (6)1.5 pH 敏感性水凝胶的作用原理 (6)1.6 pH敏感水凝胶的合成 (7)1.7 水凝胶在染料吸附方面的研究现状 (7)1.8 本研究目的及意义 (7)2.实验部分 (8)2.1实验仪器与试剂 (8)2.1.1 实验原料与试剂 (8)2.1.2 仪器与设备 (8)2.2 实验方法 (8)2.2.1聚丙烯酸水凝胶的合成 (8)2.2.2在不同pH值下水凝胶溶胀性能测试 (10)2.2.3水凝胶对亚甲基蓝的吸附性能测试 (10)3.结果与讨论 (12)3.1水凝胶的合成工艺 (12)3.1.1交联剂的影响 (12)3.1.2促进剂的影响 (12)3.1.3引发剂配比的影响 (13)3.1.3水凝胶合成示意图 (14)3.2水凝胶的pH敏感性测试 (14)3.2.1水凝胶的纯化 (14)3.2.2 pH的调制及测定方法 (14)3.2.3 溶胀比SR的测定 (15)3.3 水凝胶的吸附性能测试 (15)3.3.1水凝胶用量对吸附动力学关系性的影响 (16)3.3.2溶液pH对亚甲基蓝吸附率的影响 (17)结论 (18)致谢 (18)参考文献 (19)绪论前言水凝胶是一种含有亲水基团能在水中溶胀而不溶解的具有三维网络结构的轻度交联高分子聚合物，是一种特殊的软湿性材料[1]。
聚丙烯酸水凝胶的制备研究
聚丙烯酸水凝胶的制备研究孟立山;李书静;姚新建【摘要】以丙烯酸为单体,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵为引发剂,通过自由基聚合制备了聚丙烯酸水凝胶.考察了交联剂、引发剂、单体中和度、聚合温度以及盐溶液对水凝胶溶胀性能的影响.结果表明,引发剂为单体质量的0.6％,交联剂为0.8％,单体的中和度为70％时,凝胶的溶胀性能最佳,吸水率达到了3 000％以上,聚丙烯酸水凝胶的溶胀性能随着盐溶液浓度的增大而降低.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2014(043)002【总页数】3页(P222-224)【关键词】聚丙烯酸;水凝胶;溶胀率【作者】孟立山;李书静;姚新建【作者单位】周口师范学院化学化工学院,河南周口466001;周口市安全生产应急救援指挥中心,河南周口466000;周口师范学院化学化工学院,河南周口466001;周口师范学院化学化工学院,河南周口466001【正文语种】中文【中图分类】TQ314.253水凝胶具有介于液体与固体之间的三维网络，是一种能吸收大量水分溶胀而不溶解的高分子聚合物，它能够吸收相当于自身质量数百倍甚至是上千倍的水分［1］。
根据水凝胶对外界刺激不同的响应情况，可把水凝胶区分为两大类:①传统型水凝胶，对环境的变化不特别明显;②智能型水凝胶，对外界溶剂、温度、pH、声波、电场、磁场、光、压力、离子强度等的微小变化与刺激进行响应［2-3］，并且能够针对变化采取相应的“对策”，水凝胶自身的构象、相结构、极性、组织结构等性质能随之变化，表现出智能特性。
因而在各种酶催化开关、肥料的缓控释、分离膜的制作、柔性执行元件、活性酶包埋、生物传感器、癌症分子诊断、药物的控制释放、微机械、凝胶萃取以及其他的物质分离提纯方法、细胞等生物材料培养等方面有着十分广阔的应用前景［4-5］。
聚丙烯酸类水凝胶中含有大量羧基亲水基，是典型的pH 敏感型水凝胶。
目前有关丙烯酸类水凝胶的合成仍是人们研究的热点。
聚丙烯酸水凝胶的制备及其在药物控释中的应用研究
聚丙烯酸水凝胶的制备及其在药物控释中的应用研究摘要：聚丙烯酸（PAA）水凝胶作为一种常用的生物材料，在药物控释领域具有广泛的应用前景。
本文主要介绍了聚丙烯酸水凝胶的制备方法，包括化学交联法、物理交联法和纳米凝胶法等。
在药物控释方面，聚丙烯酸水凝胶可以作为载体来实现药物的缓慢释放，达到控制药物释放速率、提高药物疗效和减少药物副作用的目的。
同时，聚丙烯酸水凝胶也可以用于细胞培养、组织工程和生物传感器等领域，具有广阔的应用前景。
关键词：聚丙烯酸；水凝胶；制备方法；药物控释1. 引言聚丙烯酸（PAA）水凝胶是一种水溶性高分子材料，其独特的网络结构使得其在生物医学领域具有广泛的应用前景。
由于其可调控的物理化学性质和生物兼容性，聚丙烯酸水凝胶被广泛应用于药物控释、细胞培养、组织工程和生物传感器等领域。
2. 聚丙烯酸水凝胶的制备方法2.1 化学交联法化学交联法是一种常用的聚丙烯酸水凝胶制备方法。
通常是通过聚合物链上含有活性基团的单体与交联剂反应，形成交联点，从而形成网络结构。
这种方法操作简便，可通过调整交联剂的浓度和反应时间来控制凝胶的交联度和孔隙结构。
2.2 物理交联法物理交联法是一种基于聚丙烯酸的疏水-亲水相互作用的方法。
通过调节pH值或温度来引发聚丙烯酸链的物理交联，形成水凝胶的结构。
这种方法制备的水凝胶具有可逆的凝胶-溶胶转变，可以重复利用。
2.3 纳米凝胶法纳米凝胶法是一种利用纳米材料在聚丙烯酸水凝胶中的分散作用形成水凝胶的方法。
通过将纳米材料稳定地分散在聚丙烯酸溶液中，然后通过调节pH值或其他外部条件来形成凝胶。
这种方法制备的水凝胶具有较小的粒径和较高的稳定性。
3. 聚丙烯酸水凝胶在药物控释中的应用3.1 药物缓慢释放聚丙烯酸水凝胶具有较高的孔隙率和吸水性能，可以将药物吸附或包封在其网络结构中，实现药物的缓慢释放。
聚丙烯酸水凝胶还具有较好的药物稳定性和生物相容性，可以保护药物免受环境影响，提高药物的生物利用度。
PVAPAMTM 水凝胶的制备及其对染料和氨氮废水的吸附性能
PVA/PAM/TM 水凝胶的制备及其对染料和氨氮废水的吸附性能冯霞1，2，袁敬敬1，2，赵义平1，2，陈莉1，2（1.天津工业大学材料科学与工程学院，天津300387；2.天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室，天津300387）摘要：为解决酸性品红染料和氨氮对水资源污染的问题，将绿色环保的无机矿物电气石（TM ）粒子通过共混的方式加入到聚乙烯醇（PVA ）/聚丙烯酰胺（PAM ）水凝胶中，制备了一系列PVA/PAM/TM 水凝胶，并探究了TM含量对PVA/PAM 水凝胶去除染料和氨氮废水以及净化水质性能的影响。
结果表明：与PVA/PAM 水凝胶相比，负载TM 质量分数为2.0%时，水凝胶的水接触角从60.6毅降低到41.9毅，拉伸强度从1.01MPa 增加到1.05MPa ，说明在PVA/PAM 水凝胶中掺入电气石可以提高水凝胶的亲水性和力学性能；并且发现P-TM 2.0%水凝胶具有66.90%的酸性品红染料去除效率和72.91%的氨氮废水去除效率；同时，PVA/PAM/TM 水凝胶中的TM 与水接触时，也能改善水质，净化水体，水体的pH 值和电导率分别从5.95、2.38滋S/cm 提升到7.04和10.03滋S/cm 。
关键词：聚乙烯醇/聚乙烯酰胺；电气石；水凝胶；酸性品红；氨氮废水；染料废水；水质净化中图分类号：TQ028.8；X791文献标志码：A 文章编号：员远苑员原园圆源载（圆园21）园6原园园14原08收稿日期：2021-02-28基金项目：天津市自然科学基金资助项目（18JCYBJC18100）通信作者：冯霞（1976—），女，博士，教授，主要研究方向为功能膜材料的开发及应用、膜材料结构控制与改性。
E-mail ：********************.cnPreparation of PVA/PAM/TM hydrogels and their adsorption properties fordyes and ammonia -nitrogen wastewaterFENG Xia 1，2，YUAN Jing-jing 1，2，ZHAO Yi-ping 1，2，CHEN Li 1，2（1.School of Material Science and Engineering ，Tiangong University ，Tianjin 300387，China ；2.State Key Laboratory of Separation Membranes and Membrane Processes ，Tiangong University ，Tianjin 300387，China ）Abstract ：In order to solve the problem of water pollution caused by acid fuchsin dye and ammonia nitrogen袁green and en鄄vironmentally friendly inorganic mineral tourmaline渊TM冤particles were added to the PVA/PAM hydrogel by blending袁and a series of PVA/PAM/TM hydrogels were prepared.Besides袁the effects of tourmaline content onthe removal of dye and ammonia nitrogen wastewater and water purification performance of PVA/PAM hydrogels were systematically explored.The results showed that袁compared with PVA/PAM hydrogel袁when the mass frac鄄tion of loaded tourmaline was 2.0%袁the contact angle of the PVA/PAM/TM hydrogels decreased from 60.6毅to 41.9毅and the tensile strength increased from 1.01MPa to 1.50MPa袁which indicated that the mechanical prop鄄erties and hydrophilicity of hydrogels were improved by blending tourmaline into PVA/PAM hydrogels.It was also found that P -TM 2.0%hydrogel had 66.90%removal efficiency of acid fuchsin and 72.91%removal efficiency ofammonia nitrogen wastewater.At the same time袁when the tourmaline in PVA/PAM/TM hydrogel contacted with water袁it could also improve the water quality and purify the water bodies.The pH value and conductivity of water bodies were increased from 5.95袁2.38滋S/cm to 7.04and 10.03滋S/cm袁respectively.Key words ：PVA/PAM曰tourmaline 渊TM冤曰hydrogel曰acid fuchsin曰ammonia nitrogen wastewater曰dye wastewater曰waterpurificationDOI ：10.3969/j.issn.1671-024x.2021.06.003第40卷第6期圆园21年12月Vol.40No.6December 2021天津工业大学学报允韵哉砸晕粤蕴韵云栽陨粤晕GONG 哉晕陨灾耘砸杂陨栽再. All Rights Reserved.第6期随着世界人口的增加，人类对淡水资源的需求越来越大[1-3]，然而，仍有大约80%未经任何处理的污水直接被排放到海洋、河流中，危害着人类健康。
PEGDA水凝胶的制备,及其溶胀性和药物释放的研究
2.155
2.465
1.731
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罗丹明标准溶液浓度梯度与吸收值关系图
各个时间点的罗丹明释放溶液中的罗丹明浓度X表：
关键词：聚乙二醇（PEG）、聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）、水凝胶、溶胀、释放
水凝胶类物质由于具有良好的吸水性、黏弹性以及与人体组织相近的力学性能，近些年来广泛地运用于组织工程等领域，水凝胶作为组织工程支架，能够起到细胞载体的作用，允许营养物质的交换与代谢产物的排出，同时能够起到力学支撑作用[1]。
先将培养皿标记,，记录其重量W1，移入凝胶，记录其重量W2，凝胶质量为W2-W1（g），加入5ml罗丹明溶液（5mg/ml），浸渍凝胶5min，移出罗丹明溶液（可收集，用于测量罗丹明的包封率，选做），用少量去离子水清洗凝胶，加入5ml去离子水，将凝胶浸没，在时间点5，10，20，40，60min时，从培养皿取1ml溶液，移入2ml已标记的离心管。加入1ml去离子水，保持培养皿中溶液体积不变。同时，配制罗丹明标准溶液（5-40μg/ml），获得标准曲线（浓度与吸收值的线性关系）。取200μl离心管中的溶液以及罗丹明标准溶液，移入96孔板，用多功能酶标仪检测在500nm的吸收值。绘制罗丹明的累积释放曲线（罗丹明释放含量（μg）/凝胶质量（g）与时间的关系）。
时间点
聚丙烯酸水凝胶的合成及基本性能的测定
综合实验报告题目:聚丙烯酸水凝胶的合成及基本性能的测定A1组聚丙烯酸水凝胶的合成及基本性能测定摘要:交联聚丙烯酸系高分子合成时，先用氢氧化钠碱溶液使丙烯酸部分中和。
再加入引发剂，得到反应液。
并测定吸水率、溶解度等性能，关键词：交联聚丙烯酸系高分子；吸水效率;高吸水性；水凝胶1.前言1.1实验目的通过交联丙烯酸钠高吸水性的合成，掌握其合成方法。
根据对其性能测试，了解影响高吸水树脂的性能因素。
1.2实验原理水凝胶是一种高分子网络体系，性质柔软，能保持一定的形状，能吸收大量的水。
凡是水溶性或亲水性的高分子，通过一定的化学交联或物理交联，都可以形成水凝胶。
交联聚丙烯酸系高分子的合成主要以丙烯酸或丙烯酸酯为单体进行聚合,后者还需在聚合后进行水解,也可以上述单体与丙烯酰胺,丙烯酸酯或醋酸乙烯酯等非离子性单体进行共聚,以调节网络中的亲水和疏水部分。
本实验采用溶液聚合法,通过较高浓度的部分中和的丙烯酸钠自交联.用氧化还原引发剂,合成具有一定交联度的聚丙烯酸钠。
中和度一般控制在50-90%，PH3-9。
单体浓度则必须高于40%，否则无法完成交联；但过高会引起散热问题，易于爆聚。
反映温度过低，难于发生自交联，严重影响性能；而过高则聚合物分子量低且分布宽；一般控制于80-250℃。
1.3性能指标高吸水树脂的性能主要表现在：⑴吸水率及吸水速度；⑵保水性；⑶稳定性；⑷机械强度；⑸增粘性；⑹安全性吸水率是高吸水性树脂的最基本性能指标，即单位重量树脂的饱和吸水量。
除取决于吸水树脂的组成，结构，形态，分子量及交联度外，还受到被吸液体的组成，性质等不同程度的影响，特别是液体中的电解质盐类及PH值的影响很大。
溶液中含有无机盐，或酸（碱）性较强，都使吸水能力显著降低。
因此对于含盐的血液，尿液等的吸水率都比吸纯水率降低。
因为血，尿等含盐类0.9%，故高吸水树脂对0.9%-1%的生理盐水的吸收能力基本可反映对血液及尿的吸收能力，也成为一个重要吸收性能指标。
DMAEMA／AA共聚水凝胶的合成及其性能研究
DMAEMA／AA共聚水凝胶的合成及其性能研究仲恺农业技术学院,20(2):22～26,2O07 JournalofZhongkaiUniversityofAgr~]A21feandTechnology文章编号:1006—0r774(200r7)02一O022—05DMAEMA/AA共聚水凝胶的合成及其性能研究史爱华,廖列文,何镜泉(1.广东工业大学轻-r_4~-r_学院,广东广州510090;2.仲恺农业技术学院绿色化工研究所,广东广州510225)摘要:以甲基丙烯酸N,N一二甲氨基乙酯(mm)和丙烯酸(从)为主要单体,N,N一亚甲基双丙烯酰胺(Bis)为交联剂,过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂,采用水溶液聚合法合成了DMAEMA/AA共聚水凝胶,并对其单体配比,单体浓度,交联剂用量以及引发剂用量对产物溶胀性能的影响进行了研究.性能研究表明,共聚水凝胶具有明显的pH,离子强度,电场敏感性.关键词:甲基丙烯酸一N,N一二甲氨基乙酯;丙烯酸;水溶液聚合;离子强度;电场敏感中图分类号:TQ316.333文献标识码:A StudyonthepreparationandperformancesofDMAEMA/AAcopolymerhydrogelSHIAi—hua,LI_AOLie—wen2,HEJing-quan(1.FacultyofChemical&lgir蛇edIIgandLi=吐Industry,Guan~ongUniversityofTechnology,Gllan埘l510090,China;2.InstituteofGreenChemicalF_~ring,onUniversityofAgricultureandTechnology,Guang zhou510225,China)Abstract:WithDMAEMAandAAasmainlawmaterials,Bisascrosslinkingagent,(~)2s208 andNaH—so3asinitiator.DMAEMA/从copolymerhydrogelWassynthesizedinaqueoussolution.Theeffectsofthe concentrationofmonomer,themassrationofmonomers,theamountofinitiator,cmsslinking agentonthee—quafionswellingrationofthehydragelwereinvestigated.Theresultsshowedthatthecopoly merhydragelex—hibitedclearlypH,ionicandelectricsensitivities.Keywords:DMAEMA;AA;solutionpolymerization;ionic;electricsemitivifies智能型水凝胶对周围环境的变化(如pH值,温度,离子强度,光,电场和磁场等)具有相应敏感响应性能,因而在药物的控制释放,活性酶的包埋,物质的富集与分离,传感器,人造肌肉等方面具有广阔的应用前景,近年来备受研究者重视ll4..甲基丙烯酸N,N一二甲氨基乙酯(DMMA)是具有聚合性的丙烯酸类衍生物单体,分子中含有碱性的氨基,在酸性介质中可以被质子化,因而其均聚物或共聚物在低pH值时呈现阳离子性【5.同时其分子结构中还具有亲水基团[(cH3)2一N—cH2cH2一]和疏水基团[cH2=C(c)一CO一0一],且两类基团在空问结构上互相匹配,当环境改变时会造成氢键的形成与破坏,从而导致高分子相态的变化.由于DMAEMA均聚物水凝胶的溶胀比较小,大大限制了它在许多领域的应用,因此作者考虑以丙烯酸(从)与DMAEMA共聚以提高其溶胀性能,希望能够为智能型水凝胶在更多领域的应用奠定基础.1实验部分1.1试剂与仪器甲基丙烯酸N,N一二甲氨基乙酯(DMAEMA)和N,N一亚甲基双丙烯酰胺(Bis)为市售化学纯;收稿日期:2oo6—12—03基金项目:国家自然科学基金(299760o7)资助项目.作者简介:史爱华(1983一),女,河南卫辉人,在读硕士研究生.*通信作者:E—mail:**************第2期史爱华,等:DMAEMA/AA共聚水凝胶的合成及其性能研究丙烯酸(从),(NH4)2s2o8,NaHSO3,NaOH,NaC1,HC1等均为市售分析纯.DYY.6B稳压稳流电泳仪由北京云一仪器厂生产,PHS.25酸度计由上海雷磁仪器厂生产,电热恒温干燥箱由广州康恒仪器有限公司生产,902C型铂电极由江苏江分电分析仪器有限公司生产.1.2试验方法1.2.1水凝胶的制备依次称量一定量的DMAEMA,去离子水,丙烯酸加入到烧杯混匀,再加入交联剂N,N,一亚甲基双丙烯酰胺,搅拌使之溶解.然后将配制好的引发剂(NH4)2S2O8和NaHSO3溶液加入到反应体系中引发反应.室温下静置反应24h,即得到透明,柔软的DMAEMA/AA共聚水凝胶.其中单体配比的范围是m(DMAEMA):m(AA)=9:1～7:3,单体质量分数范围是20%～50%,交联剂(NH4)2S2Os—NaHSO3用量为总单体质量的0.5%～3.0%,引发剂用量范围为总单体质量的0.1%～0.7%.将所得凝胶放在去离子水中浸泡7d(每d换水2次)以除去未反应的残留单体和杂质,再将凝胶切成60mln×30mln×20mln的块状备用.完成性能测试后将其置于真空干燥箱中干燥至恒重.1.2.2溶胀率的测定将切好的水凝胶浸泡于特定的介质(去离子水,具有相同离子强度,不同pH值的缓冲溶液或不同离子强度的溶液)中使其消溶胀,待平衡后,取出并用滤纸吸去其表面的水分,称重,然后干燥至恒重后,再称重,计算水凝胶的平衡溶胀率(ESR).EsR=x100%其中为于凝胶的质量(g),We为溶胀平衡后水凝胶的质量(g).1.2.3电场敏感性的测试将溶胀后的水凝胶切成约25mln×10toni×10mln的长方形块状,称量后将铂电极从两端插入凝胶内,两电极前端相距约10rain,施加0～30V的电压,整个试验在去离子水中进行.试验期间定时切断电源,用滤纸拭去凝胶的表面水后称量,直至试验结束后,再次称重.计算水凝胶的质量保持率(Rm).图1为凝胶在直接接触电场作用下的实验装置示意图.Rm=薏其中mf为凝胶在给定直流电源作用下经相应时间的消溶胀过程后的质量(g),IIls为通电前凝胶样品的质量(g).2结果与讨论2.1水凝胶合成2.1.1交联剂用量的影响反应条件:总单体质量分数为30%,其中图1直流电场作用下凝胶消溶胀的实验装置示意图Fig1Schematicillustration0fdeswellj-ngmeasuremerRsundereoraa~DCfieldm(DMAEMA)Im(AA)=8:2,引发剂(NH4)2S2O8.NaHSO3用量为总单体质量的0.4%,其中m[(NH4)2S2O8]:m(NaHSO3)=2:1.随着交联剂用量的增大,水凝胶的溶胀率增加,当交联剂用量增加到 1.5%时,水凝胶的溶胀率达到最大,随后显着减小.这是因为当交联剂用量较小时,凝胶内部的交联不够,不能形成有效的三维网状结构,其水溶性增加,吸水率下降;随着交联剂用量的增加,聚合物逐渐形成较好的三维空间网络结构,其吸水率也逐渐增大至顶点;但当交联剂用量继续增加到较大时(>1.5%),水凝胶的交联密度增大,交联点增多,而交联点之间网络则变短,微孔变小,所能容纳的液体量也减少,从而导致凝胶的溶胀率降低(图2).2.1.2引发剂用量的影响交联剂用量为单体质量的1.5%其他条件与上同.随着引发剂用量的增多,水凝胶的吸水率增大,当引发剂用量为总单体质量的0.4%时,吸水率达到最大,随后下降.这是由于引发剂用量直接影响到共聚物的相对分子量和交联程度.引发剂用量较小时,产生的自由基少,反应速度慢,反应不完全程度大,交联密度较小,凝胶水溶性增大,吸水率小;随着引发剂用量的增加,产生的自由基增多,反应速度加快,交联密度增加,凝胶吸水率也逐渐加大至顶点,随后再加大引发剂用量,聚合物交联点间网络变短且相对分子量降低,吸水率减小(图3).仲恺农业技术学院第20卷Bis/%图2交联剂用量对水凝胶平衡溶胀率的影响Fig2InfluenceofcrosslinkingagentdosageonESRofhydrogel引发剂用量Initiatordosage/%图3引发剂用量对水凝胶平衡溶胀率的影响Fig3InfluenceofinitiatordosageonESRofhydrogel2.1.3单体质量的影响其他条件与上同.随着单体质量分数的增加,吸水率增大,单体质量分数为30%时达到峰值,随后吸水率显着减小.这是因为单体质量分数对共聚反应速度,共聚产物的组成和结构均有不同程度影响.当单体质量分数较小时,共聚反应速度慢,共聚产物的分子量小而水溶性则较大,不易形成凝胶;随着单体质量分数的增大,聚合产物逐渐形成良好的网络结构,故吸水率也逐渐加大至峰值,随后共聚物的三维网络结构变得紧密,使得吸水率逐渐下降,而且质量分数过高会造成体系局部反应激烈,严重时则使其凝胶化(图4).2.1.4单体配比的影响其他条件与上同.随着丙烯酸(从)用量的增大,凝胶的吸水率逐渐增大,在m(DMAEMA):m(AA)=8:2时,达到最大值,随后继续增大从用量,凝胶的吸水率显着下降.这是由于从中含有亲水,易电离的羧基,羧基数量增大会导致交联点之间高分子链上电荷数增多,从而导致高分子间相互作用增加,故凝胶的吸水率增大.但从含量继续增大时,由于单位体积内DMAEMA与从共聚物增多,高分子间的类似交联点的缠绕加剧,形成的凝胶结构致密,不利于亲水基团与水分子接触,导致凝胶的吸水率下降(图5).单体质量分数图4单体质量对水凝胶平衡溶胀率的影响图5单体质量配比对水凝胶平衡溶胀率的影响Fig4Influenceof/no/lomerfractiononESRofhydrogelFig5Influenceof//l(~o//ler//lassrati oonESRofhybogel2.2水凝胶性能测定性能测定所用水凝胶的合成条件为:m(DMMA):m(从)=8:2,单体质量分数为30%,交联剂用量为总单体质量分数的1.5%,引发剂用量为总单体质量的0.4%.2.2.1pH对水凝胶溶胀率的影响当溶液的pH值小于6时,溶胀介质的pH值越小,水凝胶的溶胀比越大;当pH值介于6～8之间时,凝胶的平衡溶胀率变化不大.而当pH值大于8时,随介质pH值的增大,溶胀比亦随之增大.可见水凝胶具有明显的pH敏感性,这是因为聚合物分子链上既有酸性基团一COOH,又有碱性的氨基,当pH值较小时,氨基被质子化而带正电荷,由于整个凝胶网络带正电荷而使分子链间相互排斥,易于伸展,凝胶表现出较大的溶胀率,且pH值越小,质子化程度越高,静电排斥作用越大,凝胶溶胀率越大;第2期史爱华,等:DMAEMA/AA共聚水凝胶的合成及其性能研究当pH值接近中性时,由于酸碱基团均未被质子化,凝胶网络中几乎不存在静电斥力,不利于凝胶伸展,因而溶胀率很小.当pH继续增大时,酸性一COOH转变为一CO()_,使凝胶网络带负电荷,分子链间相互排斥而易于溶胀,导致凝胶的溶胀率增大,且pH值越大,静电排斥作用越大,凝胶的溶胀率越大(图6).2.2.2离子强度对水凝胶溶胀率的影响水凝胶的溶胀率随溶液离子强度(I)的增大而减小,这是因为电解质的存在增强了溶液的极性,有利于大分子间的疏水作用,从而屏蔽了大分子与水的相互作用,造成凝胶内外渗透压下降.离子强度(I)越大,凝胶内外渗透压的差值降低越大,凝胶的平衡溶胀率越小(图7).pH(I=O1mol/L)图6pH值对水凝胶平衡溶胀率的影响图7Fig6EffectofpHonESRofhydrogel离子强度I/(mol/L)离子强度对水凝胶平衡溶胀率的影响Fig7EffectofIonESRofhydrogel2.2.3直接接触电场对水凝胶溶胀率的影响施加电压后,肉眼可见凝胶有明显的体积收缩现象.可见凝胶的消溶胀程度有随电压升高而增强的特性,即随电压升高,凝胶的失水率增大.在20V以下,凝胶的质量保持率R随电压的升高而显着下降,在20V以上,凝胶的R已经低到一定程度而不再对电压的变化表现出明显的依赖性(图8).关于凝胶在直接接触电场下的消溶胀机理,文献[8—9]中曾用电扩散,电渗透,电泳等观点进行过解释,而且这些理论一般对聚电解质凝胶都或多或少适用.对于本试验中的水凝胶来说,可能是由于外界环境存在微量的与凝胶中荷电基团所带电荷相反的抗衡离子,并在电场作用下定向移动造成了凝胶内外离子浓度或凝胶内部pH的不均匀,进一步导致离子强度的变化,从而引起渗透压的变化所致,最后发生了凝胶的体积突变或形状改变.此外,还可能由于在电场作用下凝胶中疏水性基团的相互作用加强,将那些物理吸附在聚合物上的水分子"挤"了出去,因此疏水基团的相互作用也是试验所得水凝胶消溶胀过程中的驱动力之图8直接接触直流电场作用下水凝胶的质量保持率随通电电压的变化关系Fig8RetainingweightofDMAEMA/AAhydrogelsasafunctionofvoltage(E)underthecontactDCfield图9在5V和2oV电压作用下水凝胶的电致收缩动力学曲线Fig9Retainingweightratio—timecurveofDMAEMA/AA hydrogelsunderthecontactDCfieldof5V and20V仲恺农业技术学院第20卷一.另一方面,由于凝胶中疏水基团的柔顺性,凝胶表面难以形成一个致密的表层,因此对外界的电刺激具有更为灵敏的响应性.同时在凝胶两端施加的电压越大,凝胶达到收缩平衡时的R越低,凝胶的收缩速率越快,在5V电压作用下,凝胶达到消溶胀平衡需要40min,而在20V电压下只需要30min(图9).根据的渗透压理论【10J,施加电场后,凝胶内的离子会发生迁移,而离子浓度与渗透压密切相关.因此在开始施加电场时,去离子水中电离出的H向阴极移动,OH一向阳极移动,在溶液中形成了离子的浓度梯度,而在凝胶内部,不可移动的固定离子保持不变,可移动的H向阴极方向移动,所以在靠近阴极一侧H浓度大于靠近阳极一侧,溶液中的离子移动和凝胶内的离子移动共同造成两极渗透压不等,使凝胶整体上表现为阴极端缩水.同时由于两极间电压增大,使得溶液中正负离子迁移速率变大,所以凝胶达到消溶胀平衡的响应时间变短.3结论以甲基丙烯酸N,N一二甲氨基乙酯和丙烯酸为原料,采用水溶液聚合法得到了DMAEMA/AA共聚水凝胶,确定了最佳合成条件m(DMAEMA):m(AA)=8:2,单体质量分数为30%,交联剂用量为总单体质量的1.5%,引发剂为0.4%.合成的水凝胶具有良好的pH和离子强度敏感性.当pH值小于6时,溶胀介质的pH值越小,溶胀比越大,而当pH值大于8时,溶胀比则随介质pH值的增大而增大.同时水凝胶的溶胀率随离子强度的增大而减小,当NaC1溶液的离子强度达到0.2mol/L时,溶胀率不再明显下降;水凝胶在直接接触电场作用下发生明显的体积收缩.在插入凝胶两端的电极上施加的电压越大,凝胶达到收缩平衡时的Rm越低,凝胶的收缩速率越快,在5v电压作用下,凝胶达到消溶胀平衡需要40min,而在20V电压下则只需要30min.参考文献:[1]何庆,盛京.响应性凝胶及其在药物控释上的应用[J].功能高分子,1997,10(1):118—126.[2]JEANFG,SAYEDA,ROBERTJ.pH-dependentmieellizationofpdy(2.vinylpyridine).b lock-poly[(dimethylamino)ethylmethacry.1ateJdiblockeopolymers[JJ.Macmmolecules,2001,34(21):7435—7440.[3]ISLAMMR,KNU'ISONSS,GOILAPUDIUK,eta1.Anewmethodforcontrollingleachi ngthrou~permeablech[J].Chemo—sphere,1995,30(4):695—705.[4]WANGMing-zhen,HUDao-dao,YUFang.Preparationandproperties0fct0san.p0ly(N —isopropylacrylamide)full-IPNhydIDgels[J]. ReactiveandFunctionalpolymers,2001,48:215—221.[5]胡晖,范晓东.聚甲基丙烯酸一N,N一二甲氨基乙酯的紫外光引发溶液聚合及性能研究[J].西北工业大学,2003,21(5):636—640.[6]黄怡,范晓东,胡晖.甲基丙烯酸一N,N一二甲氨基乙酯与丙烯酰一B一环糊精共聚水凝胶的合成及其性能研究[J].高分子,2oo3(2):177—182.[7]陈延峰.含DMAEMA的响应性水凝胶的紫外合成与性能研究[D].北京:北京大学物理学院,2001.【8JIJUNing,YIMin,ZHAIMao-lin,eta1.Radiationsynthesisandcharacterization0fpoly DMAEMAhydrogel[JJ.RadiationPhysicsandChemistry,2001,61:69—73.[9]张建合,杨亚江.亲水/疏水半互穿网络凝胶在直流电场作用下的响应[J].高分子,2002(1):25—29.[10]刘晓华,王晓工,刘德山.智能型水凝胶结构及其响应机理的研究进展[J].化学通报,2000(10):1—6.【责任编辑徐妍】。
水凝胶的制备及其研究进展
水凝胶的制备及其应用进展摘要水凝胶是一类具有广泛应用的聚合物材料，它在水中能够吸收大量水分而溶胀，并在溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。
由于其特殊的结构和性能，水凝胶自人们发现以来，一直被人们广为研究。
本文综述了近些年国内外在水凝胶制备和在生物医药、环境保护等方面的一些研究进展，并对水凝胶的应用前景做了一些展望。
关键词水凝胶药物释放壳聚糖染料吸附凝胶按照分散相介质的不同而分为水凝胶(hydro-gel)、醇凝胶(alcogel)和气凝胶(aerogel)等。
水凝胶的分散相介质是水,它是由水溶性分子经过交联后形成的,能够在水中溶胀并且保持大量水分而不溶解的胶态物质。
它在水中能够吸收大量的水分显著溶胀，并在显著溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。
[1]正因为水凝胶的这种特性，水凝胶能够对外界环境，如温度、pH、电场、磁场等条件变化做出响应。
近年来，对水凝胶的研究逐渐深入。
水凝胶的应用也越来越广泛，不仅在载药缓释、环境保护方面有很大用途，而且在喷墨打印等方面也有越来越大的作用。
一、水凝胶的制备（一）PVA水凝胶的制备上世纪50年代,日本科学家曾根康夫最早注意到聚乙烯醇(PVA)水溶液的凝胶化现象。
由于PVA水凝胶除了具备一般水凝胶的性能外,具有毒性低、机械性能优良(高弹性模量和高机械强度)、高吸水量和生物相容性好等优点,因而倍受青睐。
PVA水凝胶在生物医学和工业方面的用途非常广泛[2]。
龚桂胜，钟玉鹏[3]等人利用冷冻-解冻法制备了不同类型高浓度聚乙烯醇（PVA）水凝胶，研究了PVA水凝胶的溶胀率、拉伸强度和流变特性。
他们发现不同类型的高浓度 PVA 水凝胶的力学性能相差较大，高分子量的 PVA 水凝胶的拉伸强度较低；这与低浓度的水凝胶相反。
徐冰函[4]首先制备PVA水凝胶，再以PVA 水凝胶作为载体利用反复冷冻的方法成功制备含有二甲基砜的PVA水凝胶。
实验制备的MSM/PVA水凝胶具有优良的理化性能，并且可以用于人工敷料的制备。
超大多孔水凝胶的制备及吸附性能研究
发 泡法 所得 Ｓ Ｈ 主要应 用 于组 织 工 程材 料 、 物 的 Ｐ 药 可 控载 送 与 释放 等 领 域 。近 两 年 来 人 们 利 用 Ｓ Ｈ Ｐ 作 为吸 附剂将 染 料从 印染 废水 中去 除 ｌ ， 到 了很 １ 得 好 的脱 色效 果 ， 克 服 了污 泥 增 多 而造 成 二 次 污 染 并
差 热 一热 重 联 用 仪 ： Ａ一５０ ｌ Ｔ ２ ．
的缺 点 ， 具有 耐久 性 、 可循 环使 用等 优点 。
笔 者采用 发 泡法 制备 了溶 胀度 高且 溶胀 速率 快 的羧 甲基纤 维素 钠 （ ＭＣ 接 枝丙 烯 酸 （ Ａ） ２丙 Ｃ ） Ａ 和 一
乙醇 ：Ｐ， 东汕 头西 陇化 工 Ｅ ； Ａ 广 －
阳离子 红 Ｘ Ｇ Ｌ： 海 庆 成 染 料 化 工 有 限 公 —Ｒ 上
司。 １ ２ 仅 器 设务
范畴 ， 之为超 大 多孔 水凝 胶 （ Ｐ ） １９ 称 Ｓ Ｈ， ９ ８年 Ｓ Ｈ 。 Ｐ 作 为 高 吸水 性树 脂 的一个 独 立分类 被 研究 。Ｓ Ｈ溶 Ｐ
Ａ ＳＣ ， ＭＰ ： Ｐ 山东 寿光 联盟 精 细化工 有 限公 司 ； Ａ Ⅳ， Ⅳ 』 一 Ａ、 Ⅳ， ， 四甲基 乙二胺 （ ＭＥ Ａ） 过 硫 ） ｖ Ｔ Ｄ 、
酸铵（ Ｐ ） Ｎ， 甲基双 丙烯酰胺 （ Ｂ ） Ｃ ， Ａ Ｓ 、 Ｉ一 Ⅳ亚 Ｍ Ａ ： Ｐ 中国 医药集 团上 海化 学试 剂公 司 ；
水凝胶的吸水 能力很强 ， 但其在粉末状态下达 到溶胀 平衡 仍需 数 小 时 甚 至 几 天 ， 给 其 应 用 带来 这 了很多 局 限 ｊ 。而通 过 向水 凝 胶 中引人 多 孔 结 构 ，
使 孔 与孑 之 间相 互 串连 贯 通 形 成 毛 细通 道 ， 凝 胶 Ｌ 水 便 可在 几分 钟 内达 到溶胀 平衡 。制备 多孔水 凝 胶 的
水凝胶材料的合成与吸附性能研究
水凝胶材料的合成与吸附性能研究水凝胶材料，是一类具有三维网状结构的高分子材料，因其独特的吸水性能和化学稳定性，被广泛应用于各个领域，如环境保护、生物医学、化妆品等。
本文将就水凝胶材料的合成方法和其吸附性能的研究进展进行探讨。
一、水凝胶材料的合成方法目前，水凝胶材料的合成方法主要有溶剂替代法、溶胶凝胶法、交联聚合法等。
其中，溶剂替代法是最常用的一种方法。
它通过将高分子聚合物置于溶剂中，让溶剂逐渐渗入聚合物的网络中，使其膨胀形成凝胶。
这种方法能够在较低的温度和压力下完成反应，并且合成过程简单，操作方便。
另外，溶胶凝胶法也是一种常用的方法。
它通过在溶液中添加交联剂，在一定的条件下，形成凝胶固化。
这种方法得到的水凝胶材料具有较高的孔隙度和比表面积，能够更好地吸附目标物质。
二、水凝胶材料的吸附性能研究进展水凝胶材料的吸附性能是其应用的重要指标之一。
目前，关于水凝胶材料的吸附性能研究主要集中在以下几个方面：1. 吸附剂对污染物的吸附能力：研究人员通过实验室实验和模拟计算等方法，评估不同吸附剂对不同污染物的吸附能力。
比如，一些水凝胶材料对重金属离子、有机物等有较好的吸附性能。
2. 吸附动力学：研究人员通过实验测定水凝胶材料的吸附速率，以及吸附平衡时间，了解吸附动力学过程。
这有助于优化水凝胶材料的设计和应用。
3. 吸附机理：研究人员通过核磁共振、红外光谱等技术，探索水凝胶材料与目标物质之间的相互作用机制。
这对于深入理解吸附行为和提高吸附性能具有重要作用。
4. 吸附后的材料再生：研究人员研究了吸附剂的再生方法，包括物理方法和化学方法。
通过寻找能够有效再生水凝胶材料的方法，提高了其持久吸附效果，降低了使用成本。
三、水凝胶材料的前景与挑战水凝胶材料作为一种环境友好、高效的吸附材料，有着广泛的应用前景。
例如，在水处理领域，通过使用水凝胶材料吸附有害物质，可以提高水质净化效果；在生物医学领域，水凝胶材料被应用于药物控释、组织工程等方面。
聚丙烯酸水凝胶的制备方法及其生物相容性研究
聚丙烯酸水凝胶的制备方法及其生物相容性研究引言：聚丙烯酸（Polyacrylic acid，PAA）水凝胶是一种具有良好生物相容性的材料，在许多工业和医疗领域得到广泛应用。
本文将介绍聚丙烯酸水凝胶的制备方法，并探讨其生物相容性的研究进展。
一、聚丙烯酸水凝胶的制备方法1. 交联聚合法交联聚合法是一种常用的制备聚丙烯酸水凝胶的方法。
首先，丙烯酸单体通过自由基聚合反应聚合成线性聚丙烯酸。
然后，将这种线性聚丙烯酸与交联剂（如乙二醇二丙烯酸酯）共混，并加热引发交联反应。
最后，通过冷却和洗涤，得到具有一定交联度的聚丙烯酸水凝胶。
2. 自组装法自组装法是一种利用聚离子复合物的相互作用制备聚丙烯酸水凝胶的方法。
在这个方法中，正离子和聚丙烯酸的阴离子通过静电相互作用形成复合物，然后在溶液中形成乳液。
最后，通过加热使乳液发生相分离，形成聚丙烯酸水凝胶。
二、聚丙烯酸水凝胶的生物相容性研究1. 细胞相容性聚丙烯酸水凝胶对许多细胞类型都表现出良好的相容性。
研究发现，聚丙烯酸水凝胶可以提供细胞黏附的表面，促进细胞生长和扩展。
此外，聚丙烯酸水凝胶具有适度的孔隙结构，有助于细胞的增殖和分化。
这些特性使得聚丙烯酸水凝胶成为支持细胞培养和组织工程的理想材料。
2. 生物降解性聚丙烯酸水凝胶具有一定的生物降解性能。
研究表明，聚丙烯酸水凝胶可以通过水解作用在生物体内逐渐降解，最终转化为无毒的水和二氧化碳。
这种生物降解性使得聚丙烯酸水凝胶在药物传递和组织工程中具有广阔的应用前景。
3. 免疫相容性聚丙烯酸水凝胶对免疫系统的刺激较小，具有良好的免疫相容性。
研究发现，聚丙烯酸水凝胶在体内注射后不会诱导炎症反应或免疫反应。
此外，聚丙烯酸水凝胶还可以调节免疫细胞的功能，促进伤口愈合和组织再生。
4. 药物控释性聚丙烯酸水凝胶具有良好的药物控释性能。
研究发现，聚丙烯酸水凝胶可以有效地吸附和释放各种药物分子，实现药物的持续性释放。
这种药物控释性可用于治疗肿瘤、感染和创伤等疾病。
水凝胶材料的合成与性能研究报告
水凝胶材料的合成与性能研究报告摘要：本研究报告旨在探讨水凝胶材料的合成方法以及其在不同领域中的性能表现。
通过对水凝胶材料的合成工艺进行改进和优化，我们成功地制备了一系列具有优异性能的水凝胶材料。
通过对这些材料的物理性质、力学性能、吸水性能、稳定性以及应用领域的研究，我们得出了一些重要结论，为进一步的研究和应用提供了有力的支持。
1. 引言水凝胶材料是一类具有三维网状结构的高分子材料，其特点是具有优异的吸水性能和保水性能。
由于其独特的结构和性质，水凝胶材料在医学、环境、能源等领域具有广泛的应用前景。
然而，目前水凝胶材料的合成方法和性能研究仍存在一些挑战，需要进一步的研究和改进。
2. 合成方法水凝胶材料的合成方法多种多样，常用的方法包括溶液聚合法、物理交联法和化学交联法。
我们在研究中采用了溶液聚合法，通过调节反应条件和配方比例，成功地合成了一系列具有不同性能的水凝胶材料。
在合成过程中，我们发现反应温度、反应时间和交联剂浓度等因素对材料性能具有重要影响，需要精确控制。
3. 性能表现我们对合成的水凝胶材料进行了一系列性能测试，包括物理性质、力学性能、吸水性能和稳定性等方面。
结果表明，合成的水凝胶材料具有优异的拉伸强度和弹性模量，具有良好的吸水性能和保水性能。
此外，材料在不同温度和湿度条件下的稳定性也得到了有效控制。
4. 应用领域水凝胶材料在医学、环境和能源等领域具有广泛的应用前景。
我们对水凝胶材料在这些领域中的应用进行了初步研究，发现材料在药物传递、水污染治理和能量存储等方面具有巨大潜力。
然而，目前水凝胶材料在应用中还存在一些问题，需要进一步的研究和改进。
5. 结论通过对水凝胶材料的合成方法和性能进行研究，我们成功地制备了一系列具有优异性能的水凝胶材料。
这些材料在物理性质、力学性能、吸水性能、稳定性和应用领域等方面表现出良好的性能。
然而，水凝胶材料的合成和应用仍面临一些挑战，需要进一步的研究和改进。
我们相信，通过不断的努力和创新，水凝胶材料将在未来的科学研究和工程应用中发挥重要作用。
基于聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸)水凝胶合成与应用研究进展
基于聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸)水凝胶合成与应用研究进展张倩;陈凯月;焦体峰【摘要】智能聚合物水凝胶受到温度、pH、离子强度及其他生物分子等环境影响时,能够产生快速的响应行为,有着诱人的应用前景,因而受到了人们的广泛关注.近10年间,人们合成了聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸)[P(NIPAM-AA)]及其共聚物水凝胶,其合成方法、性能及应用已在文献中报道.本文主要介绍了[P(NIPAM-AA)]水凝胶在医学、环境、纳米技术、催化与光子学领域的合成、基本性能及应用.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2018(046)001【总页数】4页(P6-8,14)【关键词】聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸);水凝胶;性能;复合材料【作者】张倩;陈凯月;焦体峰【作者单位】迁安市环保局, 河北迁安 064400;燕山大学环境与化学工程学院, 河北秦皇岛 066004;燕山大学环境与化学工程学院, 河北秦皇岛 066004;燕山大学环境与化学工程学院, 河北秦皇岛 066004【正文语种】中文【中图分类】O648.11水凝胶是一种具有交联结构的胶体粒子如图1所示[1],粒径通常是在0.1～10μm 之间,可在合适的溶剂中膨胀,同种水凝胶在整个网络结构中具有相同的组成和结构[2]。
在核壳水凝胶颗粒中,核与壳属于不同种材料[3],中心处水凝胶的交联密度比周边交联密度要高,故视为一种壳核结构。
在本文中着重研究均匀的水凝胶颗粒。
反应性水凝胶在外部环境温度[4-6]、pH[7]、离子强度[8]、分子键[9]、光[10]、磁场[11]等刺激下会迅速产生溶胀、消溶的轻微变化,智能水凝胶由于其在药物运输[12],葡萄糖传感[13-14],光电[15],催化[16-17],环境科学[18]等领域的潜在应用,因而受到了广泛关注。
聚(N-异丙基丙烯酰胺)[P(NIPAM)]是智能水凝胶的一种[19-27],这种温敏性凝胶在32℃时颗粒会突然变小[4],这个临界温度称为体积相变温度(VPTT)。
聚丙烯酸系列水凝胶的应用
聚丙烯酸系列水凝胶的应用∗刘展晴【摘要】聚丙烯酸是一种水溶性有机高分子，用它开发出的系列水凝胶已经得到了广泛的应用。
本文介绍了聚丙烯酸系列水凝胶在吸附剂、吸水保水剂、制退热贴、药物释放及复合成智能水凝胶等方面的应用。
%Polyacrylic acid series hydrogel prepared from a kind of water-soluble organic polymer solvent has got extensive application. The applications of polyacrylic acid series hydrogelin adsorption,water absorption and water retention agent,cooling gel, drug carrier and drug release, composite the polyacrylic acid of intelligent hydrogel, etc. ,were introduced in this paper.【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P105-108)【关键词】聚丙烯酸;水凝胶;吸附;敏感性【作者】刘展晴【作者单位】渭南师范学院化学与生命科学学院，陕西渭南714000【正文语种】中文【中图分类】O631;TB34;TQ31聚丙烯酸是一种性能特异的水溶性有机高分子，水凝胶是由亲水性高分子交联而成的一类特殊的湿软性材料，其结构由水溶剂和三维网络结构的高分子组成，能够在水中显著溶胀但不溶解［1］。
用聚丙烯酸开发出的聚丙烯酸系列水凝胶已经得到广泛的应用。
根据水凝胶对受外界刺激(如温度、pH值、溶剂、光等)时做出的反应情况的不同，可分为环境敏感型水凝胶(智能水凝胶)和传统水凝胶［2］。
智能水凝胶能够感知外界的微小刺激，在药物释放［3］等领域有着广阔的应用前景。
聚丙烯酸盐-丙烯酰胺水凝胶的制备及对重金属离子吸附性能的研究
聚丙烯酸盐-丙烯酰胺水凝胶的制备及对重金属离子吸附性能的研究刘宛宜;杨璐泽;于萌;刘淼【期刊名称】《分析化学》【年(卷),期】2016(44)5【摘要】以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为单体,K2S2O8为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用水溶液聚合法合成P(AA-AM)水凝胶,通过正交实验优化了P(AA-AM)水凝胶的制备工艺.对制备的P (AA-AM)水凝胶进行了SEM和XPS分析,探讨了P(AA-AM)水凝胶对Cu2+、pb2+、Zn2+和Cd2+的吸附等温线和吸附动力学行为,研究了P(AA-AM)水凝胶的粒径、吸附温度、pH值和重金属离子的初始浓度对P(AA-AM)水凝胶吸附性能的影响.实验结果表明,所制备的P(AA-AM)水凝胶是一种具有三维网络结构的高分子材料,其表面的氨基和羧基残基能够与重金属离子发生螯合反应.减小P(AA-AM)水凝胶粒径、增大溶液pH值、升高吸附环境温度均有利于吸附反应的进行.粒径为0.097 ～0.15 mm的P(AA-AM)水凝胶粉末,在35℃、pH=5的条件下进行吸附等温线实验,得到水凝胶对重金属Cu2+,pb2+,Zn2+和Cd2+的理论最大吸附量分别为186,588,208和403mg/g.P(AA-AM)水凝胶对重金属离子的吸附符合准二级动力学模型(R2＞0.98),吸附等温线符合Langmuir吸附等温线(R2＞0.95).干扰离子实验和理论模拟均证明P(AA-AM)水凝胶对pb2+具有良好的吸附性.【总页数】9页(P707-715)【作者】刘宛宜;杨璐泽;于萌;刘淼【作者单位】吉林大学环境与资源学院,地下水资源与环境教育部重点实验室,长春130012;吉林大学环境与资源学院,地下水资源与环境教育部重点实验室,长春130012;吉林大学环境与资源学院,地下水资源与环境教育部重点实验室,长春130012;吉林大学环境与资源学院,地下水资源与环境教育部重点实验室,长春130012【正文语种】中文【相关文献】1.聚丙烯酰胺/聚氨酯水凝胶的制备及其对Pb2+吸附的研究 [J], 夏苗苗;徐洪耀2.POSS杂化聚丙烯酰胺/PU复合水凝胶的制备及其对Pb2+吸附性能研究 [J], 赵岗;夏苗苗;魏刚;光善仪;徐洪耀3.铁酸盐纳米材料的制备及其对重金属离子吸附性能的研究 [J], 刘勇智; 董少波4.聚乙烯醇-聚丙烯酰胺互穿网络水凝胶的制备及吸附性能 [J], 祖国晶; 卢合欢; 武利顺; 童庆松5.香蕉纤维素-壳聚糖/聚丙烯酰胺双网络水凝胶的制备及吸附性能 [J], 宋传捷; 郑丽丽; 郑晓燕; 艾斌凌; 杨旸; 钟爽; 校导; 郝凤岭; 盛占武因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。