乳液復(fù)合高強聚丙烯酰胺水凝膠的制備及表征.pdf

1、凝膠作為一種軟材料，主要通過人工合成或自然環(huán)境中得到，在生物醫(yī)用及工農(nóng)業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。由于凝膠含有大量水分，通常被認(rèn)為強度很低。但是動物軟骨、肌肉等天然凝膠具有接近橡膠的高強度，使人們重新考慮其力學(xué)性能與其結(jié)構(gòu)的關(guān)系。因此，探索凝膠強度與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的關(guān)系成為當(dāng)前國內(nèi)外一個十分重要的研究熱點。
　　 雖然最近幾年高強凝膠如雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)凝膠，有機-無機復(fù)合凝膠，大分子微球復(fù)合凝膠等取得極大的進展，但是其制備過程耗費時間長，或者凝膠

2、性能受到其內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷等影響，制備方式方法還需進一步的改進及創(chuàng)新。本文通過設(shè)計兩種穩(wěn)定的未聚合乳液組成的交聯(lián)劑體系，與丙烯酰胺共聚首次制備了一系列乳液復(fù)合高強凝膠，并且重點討論了凝膠力學(xué)性能與乳液尺寸及濃度的關(guān)系。主要內(nèi)容如下：
　　 1.通過納米二氧化硅與γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(TPM)自發(fā)形成的乳液，然后與丙烯酰胺單體共聚制備高強凝膠。經(jīng)過改變納米SiO2與TPM的比例，制備不同尺寸的乳液顆粒，然后在不同條件下觀

3、察乳液的穩(wěn)定性，并考察制備凝膠各組分對乳液穩(wěn)定性的影響；通過不同濃度和不同尺寸的乳液與丙烯酰胺單體共聚，制備不同機械性能的高強凝膠。凝膠斷裂伸長率在373～757％，拉伸強度在70～148kPa，凝膠可被壓縮至80％，壓縮強度可在10MPa以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過小分子交聯(lián)的聚丙烯酰胺凝膠。
　　 2.通過納米四氧化三鐵與γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(TPM)自發(fā)形成的乳液顆粒，與丙烯酰胺單體共聚制備具有磁性的高強凝膠。動態(tài)光散射測