含冠醚基团水凝胶的辐射制备及其对锂离子的响应性能

利用?射线辐照引发含双键的丙烯酸12冠4醚酯(V12C4)与丙烯酰胺(AM)发生共聚和交联反应,制备了新型的聚丙烯酰胺-丙烯酸12冠4醚酯(PAM-12C4)水凝胶。采用凝胶分析,显微红外,热重分析对PAM-12C4进行表征,并考察了PAM-12C4对水溶液中Li+的溶胀度响应性。研究表明,γ射线辐照可成功引发V12C4与AM发生共聚及交联反应,辐照至吸收剂量10 k Gy时得到PAM-12C4的凝胶分数为94%。该新型含冠醚基团的水凝胶具有良好的热稳定性,在水溶液中对Li+具有明显的选择性溶胀度响应。

离子触发释放Ca(OH)2微胶囊对混凝土性能的影响

为了提高混凝土的抗碳化能力,采用聚合诱导相分离法合成了具有离子响应性的聚1-乙烯基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐(PVEIm+PF6-)@Ca(OH)2微胶囊.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱仪和X射线衍射仪对微胶囊的形貌及结构进行了分析,利用碳化箱和压力试验机分别进行抗碳化与力学强度测试.结果表明,微胶囊具有完整的核-壳结构,可在水中保持稳定,但可被Cl^-和CO3^2-触发并释放出Ca(OH)2.与不含微胶囊的混凝土相比,含微胶囊混凝土的碳化深度及碳化速率均明显降低,有利于提高混凝土的耐久性.

基于两性高分子化合物/还原氧化石墨烯的离子传感器

将氧化石墨烯(GO)按照特定的质量分数加入去离子水中,将一定比例的两性高分子加入氧化石墨烯溶液中,然后通过涂敷的方式整理到纯棉织物上,还原后得到具有良好柔性的还原氧化石墨烯/两性高分子(amphoteric polymer)棉织物离子传感器(RGO/AP)。两性化合物与石墨烯纳米片充分混合以后,聚均匀的分散到石墨烯片层之间,当不同性质的离子在织物表面传输时,其与两性物质的相互作用强度不同,从而表现出不同的离子传输能力,使石墨烯/两性聚合物改性的织物对不同特性的离子表现出特定的响应能力,并且织物的表面电阻率随离子性质差异而表现出显著的不同。此外,此柔性可穿戴基离子传感器的表面形貌还表现出明显的差异性。RGO/AP为柔性可穿戴离子传感器的应用提供了实验依据,为开发高灵活性的智能离子传感器的设计提供理论基础。

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/丙烯酰胺/衣康酸三元共聚水凝胶合成与响应性能研究

以AMPS、AAM和IA为原料,以PEG6000为成孔剂,应用均匀设计同时采用水溶液法合成多孔性三元共聚刺激响应性水凝胶,研究了该凝胶的吸水溶胀性能和pH值作用下及不同阳离子作用下的退溶胀性能。实验结果表明,在3min内:吸水速率最快的样品就能达到吸蒸馏水平衡;pH值作用下,当pH值等于8时,样品最快能失去约占平衡状态时吸蒸馏水总量70%的水分;不同阳离子作用下,在0.15mol/L的AlCl_3溶液中,样品最快能失去约占平衡状态时吸蒸馏水总量85%的水分。同时考察了各合成单体含量对该水凝胶响应性的影响,最后,用DSC测试研究了样品的热稳定性能,用FT-IR测试验证了水凝胶的合成情况,用SEM观察了凝胶样品的表面形貌。

新型P(DMAEMA/AA)半互穿网络水凝胶的研究

用K2S2O8引发自由基水溶液聚合制备聚N,N'-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)大分子,并以MBAA为交联剂、K2S2O8为引发剂,再次通过自由基引发方式,将其引入丙烯酸(AA)凝胶网络中,制备出新型的P(DMAEMA/AA)半互穿网络凝胶.实验证明,P(DMAEMA/AA)半互穿网络凝胶具有离子响应性和pH响应性.在离子响应时当NaCl溶液浓度达到0.08mol/L时,凝胶的体积基本保持不变,而且与普通PAA水凝胶相比,此半互穿网络凝胶的动态力学性能发生了明显变化.