溫敏納米凝膠二元靜電組裝體溶膠-凝膠相變機(jī)理研究.pdf

1、分子組裝技術(shù)在構(gòu)建新型功能材料方面發(fā)揮了巨大的作用。納米粒子是通過粒子組裝調(diào)控其聚集體的有序/無序結(jié)構(gòu)。如納米粒子的凝膠化廣泛發(fā)生在具有吸引作用的粒子體系。這些短程強(qiáng)引力作用包括靜電引力、多重氫鍵、疏水作用等。本課題采用種子乳液聚合法制備了帶不同表面電荷的多種溫敏納米凝膠,研究這些納米凝膠的納米特征、粒子間力作用強(qiáng)度和尺度的溫度/pH依賴性對其二元凝膠組裝行為、微觀分形結(jié)構(gòu)的影響,并探索了二元納米凝膠靜電組裝體的相變和流變行為。具體內(nèi)容

2、如下:
　　1)帶負(fù)電荷核殼型納米凝膠聚(N-異丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)(PNA)和帶正電荷核殼型納米凝膠聚(甲基丙烯酸寡聚乙二醇乙酯-co-甲基丙烯酸二乙胺基乙酯)(PMD)二元組裝體的研究:①PMD納米凝膠合成配方優(yōu)化,150mL反應(yīng)體系中最佳優(yōu)化配方為:MEO2MA:7.0mmol,1.69mL,PEG-750:0.27mmol,200mg,V-50:0.028mmol,7.5mg,CTAB:0.015mmol,5.6m

3、g,DEA:0.6mmol,0.120mL。②PEG-750、CTAB和V-50用量影響pMEO2MA的穩(wěn)定性,交聯(lián)劑用量越大,pMEO2MA粒徑越大,乳化劑和引發(fā)劑用量增加,粒徑減小;三者用量達(dá)到一定值,粒徑趨于穩(wěn)定。③溫度對PMD粒徑和表面電位的影響,MEO2MA單體表現(xiàn)出不同于N-異丙基丙烯酰胺的溫敏性。④PNA:PMD二元凝膠組裝體相變行為研究,僅10wt％的單純PMD和PNA可以出現(xiàn)低溫凝膠化狀態(tài);兩種凝膠混合比對相變行為無影

4、響;酸的添加可以促進(jìn)二元凝膠組裝體在高溫下的相分離;一定濃度的NaCl可促進(jìn)凝膠化。⑤PNA:PMD二元凝膠組裝體流變行為研究,單純PMD和二元凝膠PNA:PMD(8wt%)的儲能模量和損耗模量無交點(diǎn)。
　　2)帶負(fù)電荷PNA納米凝膠和帶正電荷核殼型納米凝膠聚(N-異丙烯丙烯酰胺-co-甲基丙烯酸二乙胺基乙酯)(PND)二元組裝體的研究:①溫度、pH對PNA和PND粒徑和表面電位的影響。②凝膠混合比、溫度、pH和NaCl對二元凝膠

5、粒徑和表面電位的影響,PNA:PND=1:7時,凝膠粒徑最大,這一比值剛好近似于PNA與PND表面電位絕對值之比的倒數(shù)(-13.1mV/+2.04mV),兩種凝膠完全組裝;pH低于4和高于8時,高溫下凝膠顆粒粒徑增加,這是由于質(zhì)子化和去質(zhì)子化作用改變了兩種顆粒表面的電荷分布狀況產(chǎn)生的靜電排斥作用引起的;NaCl降低了二元凝膠VPTT,它的添加破壞了凝膠顆粒表面的水化層和雙電層,使凝膠在高溫下發(fā)生團(tuán)聚。③PNA和PND納米凝膠表面帶電基團(tuán)

6、數(shù)的測定,酸堿滴定曲線分析表明,PNA納米凝膠和PND納米凝膠帶電基團(tuán)摩爾量之比為4:1。④PNA:PND二元凝膠組裝體相變行為研究,PNA:PND二元凝膠可發(fā)生凝膠化的最低臨界濃度為2wt%,濃度越高,相變溫度ST越低;同一凝膠濃度不同混合比的ST不同,PNA/PND納米凝膠質(zhì)量比在1/7~1/15時,ST值達(dá)到最小值。pH對二元凝膠相變行為影響不大;NaCl的添加可促進(jìn)凝膠化。NaCl濃度越大,ST值越小。⑤PNA:PND二元凝膠組