论文部分内容阅读
水凝胶是一类新型的功能高分子材料。由于其独特的吸水、保水性能,已在卫生、农林、园艺和生物医药等领域得到了广泛的应用,但是传统的水凝胶抗盐性及吸水后的强度较差,限制了水凝胶的应用。本文利用溶胶-凝胶技术首先以廉价易得且生物降解性好的硅酸钠为前躯体,水解缩合构建一个Si-O-Si无机网,再通过非键作用与有机单体作用,同时,有机物单体在交联剂、引发剂存在下聚合得到有机网络,从而制得了聚丙烯酸/硅酸钠有机/无机硅杂化水凝胶。讨论了改变丙烯酸与硅酸钠的比例及丙烯酸的中和度对产品的吸液能力及机械强度的影响,确定了最佳合成条件。通过FTIR进行了结构表征,并用TEM观察HF处理后产品,来考察SiO2的分布形式,推测了其反应机理。结果表明我们合成了以SiO2为核,丙烯酸为壳的核-壳结构有机/无机硅杂化水凝胶。考察了其吸液能力和机械强度,当硅酸钠与丙烯酸的质量比为0.23,凝胶吸水倍率1017.2 g/g,含水量为99.1%时,机械强度可达到45.6 KPa,而且凝胶表现出较好的抗盐性。另外,引入一种聚阳离子壳聚糖合成了聚丙烯酸/硅酸钠/壳聚糖有机/无机硅杂化水凝胶,通过改变各组分之间的比例及反应条件推测了反应机理,考察了聚阳离子对凝胶结构及性能的影响。发现聚阳离子的引入有利于凝胶机械强度的提高,当硅酸钠与丙烯酸质量比和含水量与聚丙烯酸/硅酸钠系列相同时,壳聚糖与丙烯酸质量比为0.09时,凝胶的机械强度可达57.9 KPa,且凝胶具有较好的pH响应性。为了考察带有氨基的硅源对凝胶结构和性能的影响,合成了聚丙烯酸/γ-氨丙基三乙氧基硅烷/壳聚糖硅杂化高吸水凝胶,通过FTIR、TEM对杂化水凝胶进行了表征,推测了反应机理。用SEM观察了在模拟胃液和肠液条件下溶胀后的孔结构。发现此系列产品具有较好的pH相应性和较好的反复吸液能力。且凝胶表现出良好的机械强度:当PAA/APTEOS/CS杂化水凝胶在AA未中和时,在含水量85.1%,应变80%时压缩应力为可达775 KPa。