高性能粘土-聚丙烯酰胺納米復合水凝膠的制備與表征.pdf

1、水凝膠作為一種特殊的軟濕性材料一直吸引著眾多科研工作者的關注。水凝膠可以廣泛的應用于諸多領域,如超強吸水劑、蛋白質分離、分子過濾器以及藥物緩釋等方面。但是,傳統(tǒng)的水凝膠是通過化學交聯(lián)劑交聯(lián)聚合而得,通常較脆、易碎,顯示出較差的力學性能,這些都限制了水凝膠的應用。因此,增強水凝膠的力學性能以擴大其應用能力是目前總要的研究方向。
　　 本文以粘土和丙烯酰胺采用原位自由基聚合制備出一系列具有高力學性能的新型納米復合水凝膠(S-M水凝膠

2、)。并且對其合成原理給出了相應的解釋,測定了其一些基本的力學性能。測試數(shù)據(jù)表明S-M水凝膠具有較高的抗拉強度(最高為319Kpa)和斷裂伸長(最高為2829％)。并且,我們驚訝的發(fā)現(xiàn)S-M水凝膠顯示出極為優(yōu)秀的回彈性。與S-N水凝膠相比,S-M水凝膠顯示出更為優(yōu)良的回彈能力(超過90％的回復性),這是因為聚丙烯酰胺分子鏈側基基團具有更小的體積位阻和更好的親水性造成的。
　　 同時,我們首次發(fā)現(xiàn)了納米復合水凝膠的一些性質能夠通過后

3、處理的方法來改變。例如,S-M水凝膠的平衡溶脹度就會隨著熱處理時間發(fā)生極大的提高,而且其力學性能非但沒有降低,反而也有明顯的增強。而且,經(jīng)過熱處理的S-M水凝膠在超高的吸水量下仍能承受一定的壓力,并顯示出良好的回復性能,在一定程度上可以看作是一種新型的具有橡膠彈性的超強吸水劑。通過一系列測試結果表明,S-M水凝膠平衡溶脹度的提高是由于其物理結構的變化造成的。并且按照結果,我們提出了一個機理來解釋這種變化。
　　 這種具有良好的力