离子驱动及含螺吡喃水凝胶的合成与性能研究
本课题从可响应的水凝胶角度出发，主要设计合成离子驱动和含有光敏化合物螺吡喃这两个体系的水凝胶，并主要通过平板流变仪测试力学性能变化的方法，对凝胶的一些基本性质及响应性进行了研究。 一方面，本文用氧阴离子聚合的方法合成了一种胍盐修饰的阳离子聚合物，并通过1H NMR谱图对其进行了表征。将该聚合物与天然阴离子聚合物的水溶液混合，得到了离子驱动的水凝胶。对此凝胶体系的研究主要包含以下具体工作:(1)研究了四种不同引发剂条件下，氧阴离子聚合制备P(AGE-EG-AGE)的结果;(2)比较了两种以胍修饰两端的ABA型阳离子嵌段共聚物的制备方法，并首次用新的思路成功合成了带有巯基官能团，可用于硫醇-烯点击化学反应的胍盐化合物，并通过点击化学的手段得到了高转化率的目标产物，以1H NMR的方法证明了各物质的成功合成;(3)首次制备了海藻酸钠(SA)和木质素磺酸钠(SLS)两种天然负离子聚合物的离子驱动水凝胶，并通过流变仪的测试研究了聚合物浓度、正负离子比例对凝胶机械性能的影响，以及不同盐溶液浓度下凝胶的响应性，并且在同含水量的情况下将两种凝胶进行了对比。结果显示聚合物浓度的增大使模量升高;负离子比例变大可以使G'增大，但负离子:正离子4∶1的情况下，G'有所下降;0.5M浓度的NaCl溶液可以使SA凝胶溃散，而1M浓度的NaCl溶液中，SLS凝胶仍然稳定存在;同含水量的情况下，SLS的G'要高于SA的G'。 另一方面，本文以POSS交联丙烯酰胺与螺吡喃共聚的方法合成了一种光敏性水凝胶，通过FTIR和1H NMR表征了各物质的成功合成，并通过溶胀指数和机械性能的测试对凝胶的响应性进行了研究。研究结果发现凝胶随紫外光照射时间增长，溶胀指数增大，模量降低，可见光情况下可逆;而当凝胶制备过程中加入ABA型胍盐聚合物时，表现出与上述恰好相反的规律，说明了螺吡喃与胍正离子在紫外下有相互作用，为凝胶的响应性开拓了更多的应用潜力。
水凝胶;离子驱动;螺吡喃;合成工艺;力学性能;响应性
北京化工大学
硕士
材料工程
李齐方;许人东
2016
中文
TQ427.26
90
2017-01-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）