光響應(yīng)形變高分子凝膠的合成及性能研究.pdf

1、光響應(yīng)形變高分子凝膠,由于材料柔軟而濕潤,可望成為制備光開關(guān)、光控閥門、光傳感器等光學微機器器件的新型材料,在某些需精細柔軟或潮濕等的特定環(huán)境中大展宏圖。同時,由于光源安全、清潔、易于使用,易于控制,因此光響應(yīng)形變高分子凝膠材料與其它環(huán)境響應(yīng)材料相比,無論是在工業(yè)領(lǐng)域還是生物醫(yī)學領(lǐng)域都將具有廣闊的應(yīng)用前景。目前,光響應(yīng)形變高分子凝膠的研究尚處于起步階段。為此,本研究嘗試通過將具有光異構(gòu)化作用的偶氮苯基團鍵入高分子凝膠分子結(jié)構(gòu)中,實現(xiàn)凝膠

2、對紫外光的響應(yīng)性。通過精心的分子設(shè)計,合成了可反應(yīng)性中間單體AAAB,采用自由基共聚合方法,分別合成了具有紫外光響應(yīng)性的AAAB與AAm、NIPAAm和AA的共聚高分子,并首次合成了三種具有紫外光響應(yīng)形變性能的共聚高分子凝膠。采用FT-IR、核磁(1H NMR和13C NMR)、XRD、GPC、DSC等對共聚高分子及凝膠的結(jié)構(gòu)進行了表征,并對共聚高分子及共聚凝膠的紫外光響應(yīng)性能進行了研究。 本文提出一種合成分子側(cè)鏈含有偶氮苯基團

3、的P(AAm-co-AAAB)共聚高分子及其凝膠的新方法?？疾炝斯簿叟浔取⒐庹諘r間等對共聚高分子紫外吸收的影響,研究了共聚凝膠的溶脹性能、紫外光響應(yīng)性能及力學性能等。研究結(jié)果表明,共聚高分子及其凝膠具有良好的紫外光響應(yīng)性能。 首次采用自由基共聚合方法合成出具有溫度和紫外光雙重響應(yīng)性能的P(NIPAAm-co-AAAB)共聚凝膠。考察了共聚配比、單體及交聯(lián)劑濃度等對凝膠溶脹性能、紫外光和溫度敏感性、力學性能等的影響,以及紫外光強度

4、和輻照時間等對光響應(yīng)性能的影響。研究結(jié)果表明,共聚凝膠具有溫敏性,其LCST。受共聚配比、單體及交聯(lián)劑濃度的影響；共聚凝膠在紫外光輻照下體積收縮,停止光照又逐漸恢復。 本研究還首次合成了具有pH和紫外光雙重響應(yīng)性的P(AA-co-AAAB)共聚高分子及其凝膠。研究了共聚高分子及其凝膠的紫外光和pH的雙重響應(yīng)性。研究結(jié)果表明,共聚高分子溶液的吸光度受pH值和紫外光輻照的影響。共聚凝膠在紫外光作用下,體積明顯收縮,光照停止后,體積又