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聚(N-异丙基丙烯酰胺)聚丙烯酰胺无机有机互穿网络水凝胶的制备及表征.pdf

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第5期 高分子学报 No.5 2009年5月 ACTAPOIJMERICASINICA May,2009 聚(Ⅳ.异丙基丙烯酰胺)/聚丙烯酰胺无机/有机 互穿网络水凝胶的制备及表征+ 李 彪 姜永梅 刘 洋 武永涛 任怀银 朱苞蕾 朱美芳” (东华大学纤维材料改性国家重点实验室 上海201620) 擒 要通过紫外引发聚合方法制备了无机交联的聚(JI、r.异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm),有机交联的聚丙烯酰 温(50℃)时的退溶胀性能;利用DMA和DSC分别研究了凝胶的储能模量随温度的变化及热相转变行为.研究 表明,该IPN凝胶具有温度敏感性;与未互穿的无机交联PNIPAAm凝胶相比,IPN凝胶具有多孔的网络结构和 超快的响应速率,如10min内失去90%的水;其储能模量增加了3—4倍,相转变行为变弱。而最低临界溶解温 度(Lc卵)提高了1.4℃. 应 智能水凝胶是指能对外界的环境刺激(如温 网络,但其均采用同一种有机交联剂交联 度)产生有效响应(如相、形状)的软物质材料.聚 (Ⅳ.异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)水凝胶因其高分交联的PNIPAAm水凝胶内引入有机交联的第二 子侧链上同时含有亲水性的酰胺基和疏水性的异 网络,形成无机/有机交联的IPN水凝胶,以显著 丙基,在温度变化时会发生亲水/疏水的转变而具 提高无机交联PNIPAAm凝胶的响应性能,然而有 有温度敏感性.此类水凝胶具有最低临界溶解温 关这类无机/有机交联的IPN水凝胶的研究尚鲜 度(LCST),约32℃…,在该温度附近,其性质会产见报道.本文首先利用焦磷酸钠改性的黏土作为 生一系列可逆的变化,如体积、透明度、力学性能、 无机交联剂,采用紫外辐照引发聚合的方法制备 表面能等,这主要是因在LCST附近PNIPAAm分了PNIPAAm水凝胶,然后采用紫外辐照引发法再 子链的构象变化所致怛Jo.PNIPAAm水凝胶的这次聚合,在PNIPAAm水凝胶内引入Ⅳ,JI、r7.亚甲基 些热可逆行为在医药方面得到了越来越多的研 双丙烯酰胺有机交联的PAAm形成第二网络,制 究H“0|,但是它们的许多其它潜在应用却因力学 得了IPN水凝胶;将IPN水凝胶与未互穿的无机 强度低和响应时间长而受到限制.在改善凝胶力 交联PNIPAAm水凝胶在高温下的退溶胀性能,内 学性能方面,我们曾报道了采用焦磷酸钠改性的 部形貌,以及动态力学性能(储能模量)随温度的 黏土作为无机交联剂,代替传统有机交联剂(N, 变化和相转变行为等方面进行了比较. Ⅳ7.亚甲基双丙烯酰胺)原位聚合制备PNIPAAm 1 实验部分 纳米复合水凝胶,该凝胶具有极好的力学性能,但 其响应性较差,25℃下吸水平衡需要数天¨¨.而 1.1原料与试剂 XLS,质量分数为 提高凝胶响应速度的主要方法有共聚法¨引,成孔 无机黏土(锂皂石Laponite 法¨引,用盐酸或热进行预处理u制,以及形成互穿 Na4 network,IPN)Ⅲo.其中互 网络结构(interpenetrating 穿网络技术有望在保证PNIPAAm凝胶的一定力 (NIPAAm),国药集团化学试剂有限公司,化学纯; 学性能的前提下提高其响应速度¨1.曾有文献报 丙烯酰胺(AAm),国药集团化学试剂有限公司,化 学纯;N,N7.亚甲基双丙烯酰胺(MBAAm),国药集 道过PNIPAAm和聚丙烯酰胺(PAAm)互穿聚合物 zhumf
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