有機(jī)納米粒子雜化水凝膠的制備及其性能研究.pdf

1、水凝膠是一種特殊的軟濕性材料，具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能夠吸收大量的水，可以溶脹卻不溶解，具有超強(qiáng)的保水性，以及生物相容性，因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。但由于傳統(tǒng)水凝膠本身的性能較差，特別是機(jī)械性能，因此使水凝膠的應(yīng)用在多方面受到了很多限制。通常改善水凝膠的性能的方法有許多種，例如：雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)水凝膠、疏水締合水凝膠等。此外，納米粒子水凝膠也是一種較好的改善水凝膠性質(zhì)的方法，將納米粒子加入水凝膠基體可以制備雜化水凝

2、膠，同時(shí)具有較好的力學(xué)性能。納米微球的制備方法簡單，粒子尺寸和分布易調(diào)控且表面可進(jìn)行功能化修飾，能夠賦予水凝膠特殊的官能團(tuán)性質(zhì)。將表面功能化的有機(jī)納米粒子填加到水凝膠網(wǎng)絡(luò)中可以制備具有特殊功能和較好力學(xué)性能的雜化水凝膠。
　　本文首先制備了表面帶有大量負(fù)電荷的有機(jī)納米微球，再將其與水溶性單體混合均勻制備了有機(jī)納米微球復(fù)合水凝膠并對性能進(jìn)行了測試。主要內(nèi)容包括三部分。
　　第一，為制備具有高電荷密度的苯乙烯納米粒子微球，選用苯

3、乙烯（St）、苯乙烯磺酸鈉（NaSS）共同作為反應(yīng)單體，通過無皂乳液聚合，制備了表面帶有高電荷密度，粒徑大小約100nm左右的，表面帶負(fù)電的單分散聚苯乙烯納米微球（n-PS）,并利用傅里葉變換紅外光譜測量儀（FT-IR）、激光粒度儀（DLS）、透射電子顯微鏡（TEM）對微球進(jìn)行了表征，同時(shí)使用電導(dǎo)率滴定儀對微球表面電荷進(jìn)行測試，測得微球表面電荷為11.046μC/cm2。
　　第二，將上步中制備的n-PS納米微球以一定比例加入含有

4、引發(fā)劑和交聯(lián)劑的丙烯酰胺（AAm）水溶液中制備了PAAm/n-PS雜化水凝膠。與純化學(xué)交聯(lián)PAAm水凝膠相比，雜化水凝膠的力學(xué)性能稍有提高。含有16%微球的雜化水凝膠的拉伸強(qiáng)度增加了200%，伸長率增加了100%，溶脹實(shí)驗(yàn)和往復(fù)拉伸實(shí)驗(yàn)證明了PAAm鏈和n-PS之間存在相互作用。
　　第三，在上述雜化水凝膠體系中引入陽離子單體甲基丙烯酰氧氧乙基三甲基氯化銨（DMC）,制備了P(AAm-DMC)/n-PS雜化水凝膠。水凝膠的力學(xué)性能