沉淀法原位复合聚乙烯醇(PVA)/羟基磷灰石(HA)水凝胶的结构与性能研究

研究了制备聚乙烯醇 (PVA) / 羟基磷灰石 (HA)复合水凝胶的沉淀法原位复合技术 ,对该法制备的复合水凝胶的力学强度、结晶性能和微观形貌进行了分析 ,并与物理共混法加以比较。结果表明 ,沉淀法原位复合技术可在PVA水凝胶基体中合成得到粒度细 ,分散好的晶相HA陶瓷微粒 ,复合后水凝胶的结晶度和拉伸强度比之基体试样均有大幅度提高。

聚乙烯醇复合凝胶固定化黑曲霉细胞研究

以聚乙烯醇(PVA)复合凝胶为载体,利用冻融法固定产α葡萄糖转苷酶的黑曲霉M1菌丝。由于PVA冻胶的多孔性,高分子底物可以穿透载体与细胞酶直接反应。细胞经过固定化后,机械性能和化学稳定性都得到提高,可以重复多次对甲基αD葡萄糖苷进行水解反应。同时对该自由细胞和固定化细胞进行酶学特性研究。发现2者的最适pH值同为pH6.0,最适反应温度分别为55℃、60℃。固定化细胞的Vm值为2.84μmol/(L·min·g),大于自由细胞的Vm1.71μmol/[L·(min·g)],固定化细胞的Km(11.88mmol/L)小于自由细胞的Km(20.50mmol/L)。细胞经固定化,提高了细胞酶的操作、温度和贮藏稳定性。

聚乙烯醇复合凝胶固定化糖化酶研究

以聚乙烯醇复合凝胶作为载体固定化糖化酶 ,最终酶活达到 1,5 5 8u/ g干胶 ,酶活回收率是 30 2 %。该固定化酶在 pH4 6 ,4 5℃下 ,以 10 %的可溶性淀粉为底物进行分批试验 ,操作半衰期为 35 0h 。

聚乙烯醇/魔芋葡甘露聚糖复合凝胶的体外药物释放特性

目的研究聚乙烯醇/魔芋葡甘露聚糖复合凝胶的体外药物释放特性,评价复合凝胶作为新型给药系统的应用。方法以盐酸小檗碱为模型药物,采用冷冻-解冻法制备聚乙烯醇/魔芋葡甘露聚糖复合凝胶;在不同体外释放介质中,对复合凝胶的溶胀动力学、溶蚀动力学和药物释放进行测定,探讨复合凝胶的体外药物释放特性。结果复合凝胶的体外药物释放随介质pH增加而增加,随介质离子强度降低而增加,随介质中酶浓度增加而增加;复合凝胶的溶胀性能几乎不受介质pH影响,随介质离子强度降低而增加,随介质中酶浓度增加而增加;复合凝胶的溶蚀性能几乎不受介质离子强度影响,在0.1mol/L盐酸介质中溶蚀增加,随介质中酶浓度增加而增加。结论聚乙烯醇/魔芋葡甘露聚糖复合凝胶可作为pH、离子强度和酶敏感给药系统用于调控盐酸小檗碱的释放。

丝素蛋白-聚乙烯醇复合凝胶对骨组织工程支架性能的影响

组织工程骨支架材料及制备对支架性能影响至关重要。同单一聚乙烯醇凝胶相比,丝素蛋白-聚乙烯醇复合凝胶不仅可以增加支架所承受应力而且可以提高支架韧性。研究证明,使用水浴加热方法,将丝素蛋白粉末与聚乙烯醇晶粒按照1∶4混合加热,制成丝素蛋白-聚乙烯醇复合凝胶。再与羟基磷灰石充分混合,基于低温冷冻干燥技术,制备成试验试样。压缩试验测量最大压缩强度为31.2 MPa,弹性模量为11.07 MPa,最大总变形低于单一聚乙烯醇/羟基磷灰石试样,且压缩时不易发生断裂及粉碎,综合力学性能较好。电镜实验观察得到羟基磷灰石/丝素蛋白-聚乙烯醇复合材料试样孔径为15~350μm,微孔分布均匀且连通性较好。水浴加热后的丝素蛋白-聚乙烯醇(1∶4)复合凝胶与羟基磷灰石按照1.5∶1混合时,3D打印复合材料支架成形好,无丝材膨胀,孔隙明显。使用此方法制备的羟基磷灰石/丝素蛋白-聚乙烯醇复合材料,力学性能及孔径大小利于负重部位骨缺损修复及骨细胞的生长。

基于聚乙烯醇/金纳米棒复合凝胶膜的Hg^(2+)传感器构建及应用

利用种子生长法制备金纳米棒,将其分散于聚乙烯醇溶液中,以戊二醛为交联剂,制备了对Hg2+有光学响应性的化学交联聚乙烯醇/金纳米棒(PVA/GNRs)复合凝胶膜。利用紫外-可见光谱法表征了该复合凝胶膜对Hg2+的传感性能。结果表明,在还原剂抗坏血酸的辅助下,PVA/GNRs凝胶对Hg2+有良好的光学响应和选择性,测量线性范围为0.1~3.0μmol/L,相关系数为0.997,响应时间为5 min。以PVA/GNRs复合凝胶膜构建的光学传感器具有制备方法简便、稳定性高等优点,可用于水样中微量Hg2+的检测。

聚乙烯醇水凝胶复合固体推进剂能量性能研究

为了克服传统复合固体推进剂羟基/异氰酸酯类固化体系存在的“惧水”、毒性高及固化成型时间长等缺点,选用聚乙烯醇(PVA)水凝胶替代羟基/异氰酸酯类固化体系制备新型的水凝胶复合固体推进剂,并根据最小自由能原理计算分析了水、固体填料和Al粉的含量以及含能添加剂、新型氧化剂对PVA水凝胶复合固体推进剂能量性能的影响。结果表明,当配方组成为24%H 2O,6%PVA,38%Al粉和32%AP时,聚乙烯醇水凝胶复合固体推进剂的能量性能最佳,比冲为2371 N·s/kg。含能添加剂FOX-12的加入可显著提高推进剂比冲性能,而且对推进剂燃温影响较小,这有利于发动机的设计。当二硝酰胺铵(ADN)逐步取代AP时,推进剂的比冲呈线性上升,当ADN完全取代AP时,推进剂的标准理论比冲达到了2526.9 N·s/kg,比冲增加量为155.9 N·s/kg。

胶原蛋白/聚乙烯醇复合纤维的初步探索

将胶原蛋白和聚乙烯醇(PVA)分别溶解后复合纺丝,制得胶原蛋白/PVA复合纤维,对复合纤维的可纺性、力学性能和结构进行了初步探索。结果表明,胶原蛋白和PVA复合纺丝,具有较好的可纺性,复合纤维经过热拉伸、热定型和缩醛化处理后,纤维强度、模量和伸长率分别达到了2.3cN/dtex,30.69cN/dtex,20.12%;结晶度较高为70.57%;水中软化点由缩醛化前的89℃提高到110℃。通过扫描电镜照片观察复合纤维,未发现两相结构,胶原蛋白和PVA结合较好。

聚乙烯醇/丝胶复合含水凝胶膜的结构与物理性能

1、绪言 丝胶和丝素均是丝蛋白质,含有大体类似于丝素中的18种氨基酸,已知大量存在着诸如丝氨酸之类的羟基氨基酸和天冬氨酸等酸性氨基酸。占茧丝层30％左右存在着性质多少有点不同的丝胶,用热水溶出的丝胶几乎是可溶的,若不作适当处理是极易变质的。工业上,丝胶经制丝、精练作为制丝污水、精练污水而废弃。

乳液法制备聚乙烯醇-石墨烯气凝胶及其对纯有机物的吸附

采用氧化石墨烯(GO)稳定的Pickering乳液为软模板,制备聚乙烯醇-石墨烯气凝胶。探究GO浓度、均质转速、油水比、乙二胺(EDA)和聚乙烯醇(PVA)用量等因素对乳液稳定性、粒径分布及气凝胶成型的影响,发现改变乳液配比可控制乳液粒径的大小,进而对气凝胶的密度和孔隙率进行调控。通过SEM、FT-IR、Raman、XRD对最优制备条件下制得的聚乙烯醇-石墨烯气凝胶(PGA)进行表征,可知GO经水热反应后被还原组装形成三维网络气凝胶结构(PGA)且其孔道直径与乳液粒径基本一致。对PGA进行挤压实验发现其具有轴、径双向挤压回弹性,且重复挤压200次以上PGA仍然具良好的弹性。PGA对纯有机物的吸附量最高可达280g·g^(-1),且每克PGA吸附的有机物的体积为恒定值。

玉米秸秆-PVA复合气凝胶的制备及其吸附性能研究

以玉米秸秆为原料,用溴化锂和聚乙烯醇(PVA)溶液将其溶解,制备玉米秸秆-PVA复合气凝胶。采用正交试验法对制备工艺进行优化,并通过FT-IR、吸附率等手段对气凝胶的相关性能进行表征。结果表明:复合气凝胶的优化制备工艺条件为:固液质量比(秸秆∶混合溶液)为1∶100,PVA添加量与秸秆的质量比为100∶15,PVA浓度为5%,溴化锂浓度为66%,溴化锂溶液和PVA的质量比为13.85∶1。该工艺下所制得的复合气凝胶密度低至0.0268 g/cm^(3),比表面积为175.00 m^(2)/g,对废弃机油的最大吸附倍率为35.01 g/g。制备过程中,纤维素的氢键被破坏,PVA与纤维素之间通过氢键连接。复合气凝胶的密度越小,其吸油率越大。复合气凝胶具有全范围内的孔径,且大部分孔径处于介孔范围内,因此有利于对大分子污染物的吸附。

聚乙烯醇对Al_2O_3薄膜的影响

以异丙醇铝为原料,采用溶胶凝胶法和浸渍提拉技术在玻璃载片上进行涂膜并观察聚乙烯醇(PVA)对薄膜的影响.通过热重分析、红外光谱、硬度、原子力显微镜等测试手段研究了PVA加入量对薄膜结构及性能的影响.实验结果表明,随着PVA添加量的增加,制膜液黏度也随之增加.PVA的最佳加入量为质量分数5%的水溶液20mL;加入20mL,5%PVA后的Al2O3膜具有良好的耐热性;薄膜表面均一平整,有较高的孔隙率,并且孔径分布较均匀,所得平均孔径约为50.3714nm;烧结前,添加PVA薄膜的硬度略大于未添加PVA的薄膜;在烧结后,添加PVA与未添加PVA对Al2O3膜的硬度影响不大;玻璃载片与薄膜之间的黏接性能较好.

聚乙烯醇水溶液的辐射交联效应研究

本文研究了聚乙烯醇水溶液在^(θ0)Coγ射线照射下的交联效应.结果表明,聚乙烯醇浓度越低,吸收剂量越大,其交联度也越大.当其浓度为2%～3%时,其凝胶化剂量约为5kGy,而交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺对其影响则比较复杂.

Dex/PVA复合凝胶的制备及其对辅酶A的控制释放

以葡聚糖-20(Dex)为原料,运用冷冻干燥法,在水相体系中制得粒径为100～200 nm的微凝胶.采用微波-冻融、冷冻干燥法在聚乙烯醇(PVA)凝胶中嵌入Dex微凝胶,生成Dex/PVA的复合凝胶,并用红外光谱、X-粉末衍射和透射电镜表征了Dex微凝胶的结构,用扫描电镜表征了Dex/PVA复合凝胶的微观形貌.溶胀试验和力学性能测试表明,Dex/PVA复合凝胶具有Dex微凝胶的环境响应性和PVA凝胶的力学性能.在不同温度、不同pH值条件下,用复合凝胶在辅酶A质量分数为0.80%的缓冲溶液中制得样品进行药物控制释放试验.结果显示,复合凝胶对辅酶A的控制释放具有温度和pH值敏感性,在温度10℃,pH=4.5的磷酸缓冲溶液中,含有30%Dex微凝胶的PVA复合凝胶能较好地控制辅酶A的释放,释药动力学方程为Rc=100t0.27/(1.47+6.56t-0.23),R2=0.998 9.

聚乙烯醇长支链的测定

聚乙烯醇(PVA)中的长支化作用,可通过库拉塔法(Kurata)测定衍生的聚醋酸乙烯酯(PVAc)的特性粘度和凝胶渗透色谱来定量测定。对于在60℃下批量聚合PVAc获得的PVA,发现其单位分子量的平均支化点数入,介于10^(-6)-10^(-5)。之间。同时,还发现随着母体聚合物聚合转化率的增加,λ3值的趋势与我们之前通过动力学方程得出的预期值非常接近。

海藻酸钠/聚乙烯醇复合凝胶的制备及吸附Co^(2+)、MB的研究

以海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)为原料,以丙烯酸(AA)为单体合成SA/PVA-g-AA复合凝胶吸附剂,对凝胶材料的官能团结构和微观形貌进行表征。以Co^(2+)、亚甲基蓝(MB)为吸附对象,考察了pH值、Co^(2+)/MB初始质量浓度、凝胶投加量等对凝胶吸附性能的影响,并对吸附动力学进行探究。结果表明:复合凝胶的比表面积和平均孔径分别为120.8967 m^(2)/g和8.06908 nm,呈现多孔结构,有利于对Co^(2+)、MB的吸附。凝胶在60 min内对Co^(2+)和MB的吸附都达到平衡,且均与准二级吸附动力学模型拟合较好。pH值分别为3和7、凝胶投加量为0.15 g、初始质量浓度均为100 mg/L条件下,凝胶对Co^(2+)、MB的最大去除率分别为95.01%和98.78%。

天然纤维素/PVA复合水凝胶的形成机理及力学性能研究

为提高聚乙烯醇(PVA)水凝胶的力学性能,利用Na OH/尿素溶剂,通过物理交联循环冷冻-解冻法,制备了α-纤维素(α-CE)/PVA复合水凝胶。红外光谱,扫描电镜结果表明α-CE与PVA水凝胶基体形成互穿交联网状结构。研究发现α-CE与PVA分子链上的羟基间所形成的氢键使两者牢固结合。力学性能测试表明,复合水凝胶的力学性能得到了大幅度提高,当α-CE含量为4%(wt)时,复合水凝胶的拉伸强度以及在压缩型变量60%下的压缩应力分别由0.09和0.07 MPa提高到0.64和0.52 MPa,比纯PVA水凝胶提高了611%和643%。此外发现,α-CE能明显增强PVA水凝胶的弹性及压缩后的形变回复能力。

溶解纤维素-PVA复合凝胶的制备及其性能研究

将微晶纤维素溶解于N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)溶剂体系,并与聚乙烯醇(PVA)NMMO溶液混合,采用溶胶-凝胶工艺制备纤维素-PVA复合凝胶,探究不同凝固浴对复合凝胶性能的影响,并利用X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)等表征手段考察了复合凝胶的晶体结构、热稳定性、微观结构等性能,讨论基于NMMO溶剂体系纤维素与PVA复合的成胶机理。结果表明,与分别以水及无水乙醇为凝固浴制得的复合凝胶相比,以20%NMMO/1%硼砂为凝固浴制得的复合凝胶无裂纹,且具有良好的韧性,机械性能最佳;经NMMO溶解后制得的纤维素凝胶由纤维素Ι型转变为纤维素Ⅱ型,而经1%硼砂交联后制得的纤维素-PVA复合凝胶在2θ=13.18°和19.46°处出现新的结晶峰,其为PVA的衍射峰,说明纤维素与PVA交联复合;热重分析显示,与纤维素凝胶相比,纤维素-PVA复合凝胶的热稳定性显著提高,热降解初始温度从270℃升高至280℃左右;利用SEM可观察到经硼砂交联后的纤维素-PVA复合凝胶的孔隙约500nm,相对于纤维素凝胶,其孔隙结构更均匀紧凑。

用于超级电容器电极材料的CNCs/PVA/RGO/PPy复合气凝胶

本研究以聚乙烯醇(PVA)与纤维素纳米晶(CNCs)共混形成网络结构,并引入了氧化石墨烯(GO)和聚吡咯(PPy),通过原位聚合法将PPy均匀沉积在复合材料表面,并以冻融循环法和冷冻干燥法制备复合气凝胶,最终用还原剂将复合材料中的GO还原为还原氧化石墨烯(RGO),制备了导电性良好的CNCs/PVA/RGO/PPy复合气凝胶。通过结构及电化学性能表征分析,表明该复合气凝胶有着良好的多孔网状结构以及优异的电化学性能(在电流密度为0.25mA/cm2时,比电容量约为352F/g),该复合气凝胶在超级电容器电极材料领域具有很好的应用前景。

PVA水凝胶中水的状态研究

用环氧氯丙烷作交联剂,制备了聚乙烯醇(PVA)亲水水凝胶。并用示差扫描量热法(DSC)对不同含水量的此种亲水水凝胶进行了测试,获得了各种状态水进入水凝胶聚合物网络体系的先后顺序情况,并研究了PVA水凝胶中三种状态水的含量随水凝胶含水量的变化而变化的规律。