N-異丙基丙烯酰胺系粘土-聚合物納米復(fù)合水凝膠的合成及結(jié)構(gòu)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(yīng)用于許多領(lǐng)域，如，蛋白質(zhì)配體的檢測(cè)，藥物的釋放控制以及人工肌肉等方面。然而，傳統(tǒng)的化學(xué)交聯(lián)PNIPAAm水凝膠的機(jī)械性能比較差，從而限制了它們的應(yīng)用。 近年來，Haraguchi等采用粘土取代傳統(tǒng)的有機(jī)試劑作為交聯(lián)劑，制備出了一系列的PNIPAAm/粘土納米復(fù)合水凝膠。該水凝膠具有較高的拉伸強(qiáng)度和較大的

2、拉伸斷裂比，并且其拉伸強(qiáng)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(xué)性能的NIPPAm系納米復(fù)合水凝膠，并通過與其他單體共聚或引入其他聚合物來調(diào)節(jié)水凝膠的力學(xué)性能、溶脹性能及溫敏性能?，F(xiàn)將主要結(jié)果總結(jié)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(fù)合水凝膠(S-N凝膠)，并對(duì)該水凝膠力學(xué)性能、消溶脹行為以及透光率的溫敏性進(jìn)行了系統(tǒng)的測(cè)試和研究。該水凝膠具有極高的拉伸斷裂強(qiáng)度及拉伸斷裂伸長(zhǎng)率，較快的應(yīng)力松弛，較大的力學(xué)損耗以及較低的拉伸回彈率。同時(shí)，在粘土含量較高時(shí)，由于粘土片層使聚合物鏈親水化，導(dǎo)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(fù)合水凝膠(S—

4、N—M凝膠)。通過調(diào)節(jié)共聚物的配比對(duì)凝膠強(qiáng)度及溶脹性能進(jìn)行了調(diào)控，并對(duì)反應(yīng)物配比對(duì)聚合過程中透光率變化的影響規(guī)律進(jìn)行了研究。該納米復(fù)合水凝膠的力學(xué)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(guān)，即聚合物親水性越強(qiáng)則透光率變化越小，疏水性越強(qiáng)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(fù)合水凝膠(S—N—P凝膠)。發(fā)現(xiàn)聚乙二醇(PEG