温敏性PAC/HPMC水凝胶的制备与性能研究

以醚-羟丙甲基纤维素(HPMC),聚阴离子纤维素(PAC)和氯化铝为原料,通过物理方法制备了一系列热缩型温敏性PAC/HPMC水凝胶,并对凝胶强度、溶胀动力学、耐盐性和温敏性进行了研究.结果表明:PAC/HPMC水凝胶强度受到HPMC用量和相对分子质量影响.在研究范围内,当HPMC的2.0%水溶液黏度为4 Pa.s,加入量为0.10%时所制备的凝胶强度最大;与纯PAC凝胶相比,PAC/HPMC凝胶在去离子水中的平衡溶涨率有显著提高;PAC/HPMC凝胶的溶胀率随着NaCl溶液浓度的增加而减小,PAC/HPMC凝胶在相同浓度NaCl溶液中的溶涨率高于纯PAC凝胶;HPMC的存在使PAC/HPMC凝胶具有了温敏性,由于HPMC与PAC分子间存在协同效应,PAC/HPMC凝胶的LCST比HPMC的相应温度低.

PAC与PAC/HPMC水凝胶的结构及溶胀规律研究

制备了PAC与一系列PAC/HPMC水凝胶,并研究了这两类水凝胶的动态流变性。通过扫描电镜观察了其形态、结构,并进行了对比分析;在此基础上,考察了PAC与PAC/HPMC凝胶的溶胀动力学,探讨了PAC与PAC/HPMC水凝胶的溶胀机理。结果表明:冷冻干燥后的纯PAC水凝胶内部具有浅而封闭的孔洞,骨架结构较规则。而PAC/HPMC水凝胶凝胶骨架多褶皱、孔洞互穿。并且HPMC的黏度越大,凝胶的孔洞结构越复杂,孔洞贯穿现象越明显;PAC/HPMC凝胶的平衡溶胀率和溶胀速率均大于纯PAC凝胶;随着HPMC黏度增大,PAC/HPMC凝胶的平衡溶胀率也增大。在所研究的范围内,HPMC的用量对PAC/HPMC凝胶的溶胀速率和平衡溶胀率影响不显著;PAC凝胶的溶胀机理属于水分子的Fickian扩散过程,而PAC/HPMC凝胶的溶胀机理属于非Fickian扩散,HPMC的分子链松弛在其中起着不容忽视的作用。