氧化石墨烯、粘土納米復(fù)合水凝膠的研究與制備.pdf

1、水凝膠基于其優(yōu)異的溶脹/消溶脹特性、對(duì)外界刺激的響應(yīng)性及生物相容性，使其不僅在日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用，而且在藥物傳輸、化學(xué)分離等方面也有著良好的應(yīng)用前景。但是，由于傳統(tǒng)水凝膠較差的機(jī)械性能，很大程度上限制了水凝膠的應(yīng)用。因此，如何提高水凝膠的機(jī)械性能已經(jīng)成為近年來(lái)科學(xué)界的一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的重要課題。本文主要以無(wú)機(jī)粘土、表面改性氧化石墨烯(GO)作為為交聯(lián)劑，分別制備了具有較好機(jī)械性能的半互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(semi-IPN)水凝膠;在此基

2、礎(chǔ)上制備了雙網(wǎng)絡(luò)(DN)納米復(fù)合水凝膠。主要研究工作如下:
　　1.分別以改性鋰皂石(Laponite XLS，粘土S)作為交聯(lián)劑，N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)作為單體，海藻酸鈉(SA)和四氧化三鐵(Fe3O4)作為添加劑，采用原位自由基聚合的方法制備了一系列聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)/SA/粘土/Fe3O4(NC水凝膠)多重響應(yīng)的半互穿網(wǎng)絡(luò)納米復(fù)合水凝膠，與傳統(tǒng)的有機(jī)交聯(lián)水凝膠(OR水凝膠)相比，NC水凝膠具有

3、較高的機(jī)械性能及溶脹度。
　　2.首先通過(guò)氧化法制備了GO，然后用γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(TMSPMA)對(duì)GO進(jìn)行表面改性;并以TMSPMA改性GO作為交聯(lián)劑，NIPAM作為單體，SA作為添加劑，成功制備了一系列PNIPAM/SA/GO雙重響應(yīng)的半互穿網(wǎng)絡(luò)納米復(fù)合水凝膠。與傳統(tǒng)水凝膠相比，PNIPAM/SA/GO水凝膠不僅具有較高的機(jī)械性能，而且具有較快的溶脹/消溶脹速率，對(duì)溫度的敏感性也大為增強(qiáng)。
　　3.在以上

4、研究的基礎(chǔ)上，本節(jié)進(jìn)一步采用無(wú)機(jī)GO作為添加劑，首先，通過(guò)原位自由基聚合的方法，以NIPAM作為單體，有機(jī)物N，N'-亞甲基雙丙烯酰胺(BIS)為交聯(lián)劑制備了單網(wǎng)絡(luò)的PNIPAM傳統(tǒng)水凝膠;然后，將其靜置于一定濃度的丙烯酸(AA)水溶液中浸泡48 h達(dá)到溶脹平衡;最后，通過(guò)紫外光引發(fā)的方法制各了一系列PNIPAM/AA/GO雙網(wǎng)絡(luò)納米復(fù)合水凝膠。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PNIPAM/AA/GO水凝膠的溶脹/消溶脹速率明顯好于傳統(tǒng)水凝膠的溶脹/消溶