泡沫分散聚合法制备超大孔水凝胶的工艺探讨

泡沫分散聚合法制备超大孔水凝胶的工艺核心为控制凝胶化过程和泡沫化过程的协同作用效果。探讨各影响因素对泡沫分散聚合工艺的影响,利用电镜、密度和溶胀动力学对材料的结构与性能进行表征。结果表明,以聚氧化乙烯/氧化丙烯和微交联羧甲基纤维素钠复配作为泡沫稳定剂,以碳酸氢钠为发泡剂,用量为10%,以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,用量为0.6%,此条件下体系凝胶化时间为28 s左右,泡沫体积可达38 mL,两者的协同作用达到最优情况。乙醇洗涤烘干后,所获得凝胶样品具有大量贯穿,均匀分布的超大孔,1.5 min内即可达到溶胀平衡,且孔隙率越高,其密度越低,溶胀速率和溶胀率均越高。

泡沫聚合法制备超大多孔水凝胶

采用泡沫体系分散聚合法,过硫酸铵(APS)及N,N,N′,N′-四甲基乙二胺(TMEDA)为氧化还原引发体系,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,碳酸钠为发泡剂,聚氧化乙烯-氧化丙稀(PF127)为泡沫稳定剂,用羧甲基纤维素钠(CMC)接枝丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)合成了CMC-g-(AA-co-AMPS)超大多孔水凝胶。通过FTIR、SEM表征,表明材料是具有超大多孔结构的CMC-g-(AA-co-AMPS)水凝胶。对各影响因素的研究表明,在m(CMC)∶m(AA)∶m(AMPS)为1∶4∶1,w(APS)为0.8%[其中m(APS)∶m(TMEDA)=2∶1],w(Na2CO3)=65%,w(PF127)=0.2%,温度为65℃时,制得的凝胶吸蒸馏水倍率可达1281g/g,吸0.9%盐水倍率达143g/g,10min时已基本达到溶胀平衡。

超大孔水凝胶的研究进展

利用泡沫分散聚合法制备超大孔水凝胶的核心工艺在于控制凝胶化和泡沫化的时间,使这两个过程实现最佳协同性是制得具有良好开孔性且孔洞分布均匀的超大孔水凝胶的关键。探讨单体、引发剂、交联剂、发泡剂、发泡助剂、泡沫稳定剂等反应成分的类型和用量对制备工艺的影响及不同后处理方式对超大孔结构的影响。综述超大孔水凝胶在结构、强度、溶胀性能等方面的研究进展。总结超大孔高强度水凝胶及超大孔智能水凝胶的研究现状。

超大多孔水凝胶的制备及吸附性能研究

以Na2CO3为发泡剂,聚(氧化乙烯/氧化丙烯)(PF127)为泡沫稳定剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸铵(APS)及N,N,N′,N′-四甲基乙二胺(TMEDA)为氧化还原引发剂,利用发泡技术合成了羧甲基纤维素钠(CMC)接枝丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)超大多孔水凝胶(SPH),并应用于处理阳离子红染料溶液。研究表明,该水凝胶具有超大多孔结构且具有良好的热稳定性;在m(AA)∶m(AMPS)=8∶2,w(MBA)=0.02%,w(Na2CO3)=65%,w(PF127)=0.2%时制得的凝胶吸蒸馏水倍率及吸0.9%盐水倍率分别达1281、143g/g,10min时已基本达到溶胀平衡;该SPH对阳离子红染料溶液具有良好的脱色效果,脱色率达98%。

P(NIPA-co-AM)超大孔水凝胶的制备及其性能

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)、丙烯酰胺(AM)为单体,过硫酸铵为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用泡沫分散聚合法制备N-异丙基丙烯酰胺与丙烯酰胺共聚物[P(NIPA-co-AM)]超大孔水凝胶,研究了丙烯酰胺、引发剂、交联剂、盐酸、碳酸氢钠用量对水凝胶溶胀、退溶胀性能的影响,通过DSC、SEM、FTIR表征材料的结构。结果表明凝胶随着AM含量的增加其相变温度(LCST)也随之提高。当AM摩尔含量为20%,引发剂的质量浓度为20 g/L,交联剂的质量浓度为3.5 g/L,盐酸的摩尔浓度为0.55 mol/L,NaHCO3的质量浓度为5.0×102g/L时,所制得凝胶具有良好的多孔结构,兼具快速的溶胀和退溶胀速率,良好的温度敏感性等特点,可适用于大分子药物的负载释放。