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双网络结构水凝胶的合成及其性能研究

双网络结构水凝胶的合成及其性能研究

作者：林建桃新疆大学

学位级别：硕士

高吸水性凝胶是一种新型的亲水性的三维网络聚合物。由于化学交联的脆性,导致凝胶吸水后强度差,限制其在生物化学,人工软骨和其他方面的应用。如何在保持一定含水量的同时提高凝胶的强度,成为化学工作者在凝胶领域研究的重点。本文以... 详细信息

高吸水性凝胶是一种新型的亲水性的三维网络聚合物。由于化学交联的脆性,导致凝胶吸水后强度差,限制其在生物化学,人工软骨和其他方面的应用。如何在保持一定含水量的同时提高凝胶的强度,成为化学工作者在凝胶领域研究的重点。本文以无机粘土作为交联剂,采用自由基引发合成双交联剂聚丙烯酰胺,在不同无机交联剂Laponite和有机交联剂MBAM含量的情况下测试其在拉伸和压缩应力-应变曲线。同时考察无机粘土的交联性能和交联效率。并在碱性条件水解后测其压缩强度,吸液性能及其吸液动力学。通过研究表明,水解以后聚丙烯酰胺水凝胶在Laponite含量为10.7%,有机交联剂MBAM含量为0.02%时,压缩强度为8.26 KPa,吸水率为459.8 g/g,,吸盐66.7 g/g。水解双交联剂聚丙烯酰胺吸液速率较快,且扩散过程多表现为non-Fickian扩散。为进一步研究粘土的交联作用,同时为提高凝胶的综合性能,我们引入不同单体的双网络结构来提高凝胶的强度和吸液性能。采用以粘土为交联剂的PAAm网络作为第一网络,而在第二网络用MBAM做交联剂合成PAA双网络结构水凝胶。通过研究表明,在无机粘土含量为5%,有机含量为0.05%,凝胶在含水量为99.58%,压缩强度为21.5 KPa,在蒸馏水中的吸液倍率为1219 g/g,在0.9 wt%NaCl的吸液倍率为124 g/g。而吸水达到平衡时间比双交联剂聚丙烯酰胺所用时间要少。采用不同的合成方法,我们构建了以分别以粘土和MBAM为交联剂的PAAm-PAMPS双网络凝胶,与PAAm-PAA双网络凝胶相比,第一网络较为紧密。在粘土含量为13.8%,而MBAM含量为1.8%下所得的凝胶表现出较高的机械强度,在含水量为99.3%时的压缩强度为87.58 KPa,最大吸水量为195.2 g/g。

关键词：双网络结构水凝胶凝胶强度粘土吸水性

基于双网络结构的电动汽车充换电网络二次分区规划方法

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中国电力 2016年第10期49卷 153-158页

作者：杨铎申永涛丁冬王妍国网黑龙江电力公司经济技术研究院黑龙江哈尔滨150090 国网郑州供电公司河南郑州450000 国网杭州供电公司浙江杭州310009

依据实际电网运行和交通运行情况,提出了基于双网络结构的电动汽车充换电网络的二次分区规划方法。鉴于电池集中充电站同时具备电网负荷和充换电网络上级供应源的2种性质,以其为核心构建了电力网络和充换电网络相连接的双网络结构。在... 详细信息

依据实际电网运行和交通运行情况,提出了基于双网络结构的电动汽车充换电网络的二次分区规划方法。鉴于电池集中充电站同时具备电网负荷和充换电网络上级供应源的2种性质,以其为核心构建了电力网络和充换电网络相连接的双网络结构。在此基础上,以电源辐射面积进行一次分区,并通过交通负荷网格化预测一次分区负荷;其次,根据电压偏移情况对一次分区内电池集中充电站选址;然后,基于一次分区结果根据交通情况进行二次分区,并利用改进粒子群算法在二次分区内对电动汽车换电站选址;最后,通过某城市充换电网络规划实例验证了这种方法的合理性。

关键词：电动汽车电池集中充电站双网络结构交通负荷网格化粒子群算法

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基于双网络结构改性海藻酸纤维的结构与性能

基于双网络结构改性海藻酸纤维的结构与性能

作者：徐海涛大连工业大学

学位级别：硕士

海藻酸钠(SA)是一种从天然海洋生物高分子中提取的物质,在中国储量很丰富,来源也比较广泛。研究以海藻酸钠为原料的改性海藻酸纤维,既有助于开发出新型生物质纤维产品,又有利于开展对海洋生物质能源的研究。本论文通过在海藻酸离子交联... 详细信息

海藻酸钠(SA)是一种从天然海洋生物高分子中提取的物质,在中国储量很丰富,来源也比较广泛。研究以海藻酸钠为原料的改性海藻酸纤维,既有助于开发出新型生物质纤维产品,又有利于开展对海洋生物质能源的研究。本论文通过在海藻酸离子交联纤维基体中引入聚丙烯酰胺共价交联网络结构,实现对海藻酸盐纤维的双网络结构改性,以海藻酸钠为基体,以丙烯酰胺为网络单体,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,以过硫酸铵为引发剂,以水为溶剂,首先通过一步法制备聚丙烯酰胺(PAM)/海藻酸钠互穿网络溶液,然后将得的互穿网络溶液与聚氧化乙烯(PEO)溶液等体积混合配制纺丝原液,再采用静电纺丝方法制备了SA/PAM/PEO双网络复合纤维膜。研究了海藻酸钠浓度、丙烯酰胺浓度、交联剂浓度和聚环氧乙烷浓度对双网络复合纤维膜的结构与性能的影响,采用旋转粘度计测试了纺丝原液的粘度;采用傅里叶红外光谱(FTIR)、电子剥离机、动态力学分析仪(DMA)、热重分析仪(TGA)等测试手段,测试了双网络结构改性海藻酸纤维的化学结构、断裂强度和热稳定性;采用扫描电子显微镜(SEM)观察了纤维表面形貌并统计了纤维直径分布;同时,对双网络复合纤维膜进行溶胀率、吸湿性能和铜离子吸附性能的研究。结果表明,纯海藻酸钠纤维不能静电纺丝;静电纺丝过程中,纺丝原液需要适当的粘度,溶液的粘度太大或太小都不利于纺丝;通过正交实验得出的最佳工艺参数为SA水溶液的质量浓度为3%,网络单体与SA的质量百分比为30%,交联剂与SA和网络单体质量和的质量百分比为3%,PEO的质量浓度为3%;红外光谱显示PAM与SA的混合属于物理混合;纤维的表面形貌随着共价交联网络含量的增大表面变得更加粗糙;热重分析仪显示PAM会降低海藻酸钙纤维的热降解性;改性后的海藻酸钙纤维有良好的亲水性能和对铜离子的吸附性能。本论文利用静电纺丝法制备双网络海藻酸钙纤维膜,具有加工工艺简单,可操作性强,加工过程能耗低等优点。双网络结构改性海藻纤维对重金属离子的回收利用具有良好的商业化应用前景。

关键词：海藻酸钙纤维双网络结构静电纺丝聚丙烯酰胺

pH响应型形状记忆复合水凝胶制备及性能研究

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化工新型材料 2024年第4期52卷 78-82页

作者：袁佳良王艳芹太原理工大学生物医学工程学院太原030024 山西浙大新材料与化工研究院太原030024

通过在聚乙烯醇(PVA)网络中引入动态亚胺键,成功制备了具有pH响应性能的形状记忆水凝胶,并对其微观形貌、力学性能和形状记忆性能进行了研究。结果表明,浸泡pH=10的NaOH溶液后,水凝胶内部交联度提高,网络更加致密,其最高拉伸强度和最大... 详细信息

通过在聚乙烯醇(PVA)网络中引入动态亚胺键,成功制备了具有pH响应性能的形状记忆水凝胶,并对其微观形貌、力学性能和形状记忆性能进行了研究。结果表明,浸泡pH=10的NaOH溶液后,水凝胶内部交联度提高,网络更加致密,其最高拉伸强度和最大断裂伸长率分别可达(68±0.5)kPa和200%,这表明在碱性条件下,可在聚合物网络中成功引入可逆的动态亚胺键。此外,水凝胶具有形状记忆性能,并且随着壳聚糖季铵盐(HACC)与氧化硫酸软骨素(OCS)质量比的降低,水凝胶的形状固定率与形状恢复率都呈上升趋势,且最优形状固定率和形状恢复率均在80%以上。该pH响应型形状记忆水凝胶,凭借高含水率、良好的生物相容性和独特的刺激响应性等特点,在信息储存与解密、航空航天等领域具有良好的应用前景。

关键词：双网络结构动态亚胺键 pH响应形状记忆水凝胶

具有双重网络结构的海藻酸盐纤维制备及其性能研究

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广东化工 2017年第14期44卷 57-58,96页

作者：何立彬陈锦涛广东泰宝医疗科技股份有限公司广东普宁515300

针对藻酸盐纤维的力学性能不足的缺点,本研究以甲基丙烯酸为改性剂制备出具有双重交联机理的改性海藻酸盐。通过湿法纺丝和紫外光固化交联制备出具有双重网络结构的改性海藻酸盐纤维,并对其表面形貌、力学性能、吸湿性能、保湿性能以及... 详细信息

针对藻酸盐纤维的力学性能不足的缺点,本研究以甲基丙烯酸为改性剂制备出具有双重交联机理的改性海藻酸盐。通过湿法纺丝和紫外光固化交联制备出具有双重网络结构的改性海藻酸盐纤维,并对其表面形貌、力学性能、吸湿性能、保湿性能以及细胞毒性进行研究。实验结果发现改性海藻酸盐纤维的力学强度较海藻酸盐纤维的断裂强度增加了58.8%,断裂伸长率增加了96.6%,吸湿率提升了66.6%。

关键词：海藻酸钠纤维湿法纺丝双网络结构光固化交联

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抗菌型聚丙烯酰胺水凝胶的制备与性能

高分子材料科学与工程 2020年第5期36卷 121-126页

作者：周登健张孜文杨建军吴庆云吴明元张建安刘久逸安徽大学化学化工学院安徽省绿色高分子重点实验室安徽合肥230601

通过甲基丙烯酸缩水甘油醚(GMA)对ε-聚赖氨酸(ε-PL)进行改性得到所需双键功能化抗菌剂GMA-ε-PL。以琼脂(Agar)、丙烯酰胺(Am)、亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、GMA-ε-PL为主要原料通过光引发制备高弹性抗菌水凝胶敷料(PAPH)。通过力学性能... 详细信息

通过甲基丙烯酸缩水甘油醚(GMA)对ε-聚赖氨酸(ε-PL)进行改性得到所需双键功能化抗菌剂GMA-ε-PL。以琼脂(Agar)、丙烯酰胺(Am)、亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、GMA-ε-PL为主要原料通过光引发制备高弹性抗菌水凝胶敷料(PAPH)。通过力学性能测试、抗菌性能测试、生物相容性测试表征了PAPH性能。结果表明,其具有很好的弹性和恢复性,当拉伸至1300%时仍能恢复到初始位置;当GMA-ε-PL添加量为3%时,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性可达到99.80%,且无抑菌圈形成;红细胞(RBC)溶血实验表明溶血率均低于10%,材料具有良好的生物相容性。

关键词： ε-聚赖氨酸双网络结构抗菌水凝胶

基于聚六亚甲基胍盐酸盐的聚丙烯酰胺/琼脂双网络抗菌水凝胶

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精细化工 2020年第7期37卷 1393-1399页

作者：汪煜强张孜文杨建军吴庆云吴明元张建安安徽大学化学化工学院安徽省绿色高分子材料重点实验室安徽合肥230601

以琼脂(Agar)、丙烯酰胺(Am)、单宁酸(TA)、氧化石墨烯(GO)为主要原料,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂制备双网络水凝胶PAM-Agar-TA-GO(简称PATG),其中,TA将GO还原成还原氧化石墨烯(r GO)。然后,以TA/rGO为微反应器与聚六亚甲基... 详细信息

以琼脂(Agar)、丙烯酰胺(Am)、单宁酸(TA)、氧化石墨烯(GO)为主要原料,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂制备双网络水凝胶PAM-Agar-TA-GO(简称PATG),其中,TA将GO还原成还原氧化石墨烯(r GO)。然后,以TA/rGO为微反应器与聚六亚甲基胍盐酸盐(PHMG)反应,将PHMG固定于水凝胶骨架中,制备双网络抗菌水凝胶(PATGH)。对制备的水凝胶的力学性能、热力学性能、抗菌性能、抑菌性能及生物相容性进行了测试。结果表明,琼脂的加入使水凝胶的断裂伸长率提高了60%,抗压强度提高,力学性能得到提高,水凝胶内部孔隙进一步缩小;经质量分数为2.0%PHMG水溶液浸泡后得到的抗菌水凝胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到99.80%以上;抗菌水凝胶在抑菌圈测试中无明显抑菌圈形成,表明PHMG被固定于水凝胶中;红细胞(RBC)溶血实验表明,水凝胶溶血率均低于5%,抗菌水凝胶有着良好的生物相容性。

关键词：聚六亚甲基胍双网络结构抗菌性水凝胶功能材料

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形状记忆双网络晶胶止血剂的制备及性能

石油化工 2023年第4期52卷 507-512页

作者：王春堯侯丹丹祁丽亚王岩森邓静倩郭子芳中国石化北京化工研究院北京100013

以天然高分子材料羧甲基壳聚糖(CMCS)和海藻酸钠(SA)为基体,通过低温冷冻交联的方法制备了初始晶胶;再通过一步浸泡法负载Ca^(2+),得到可生物降解的形状记忆双网络晶胶止血剂CMCS_(x)-SA_(y)-Ca_(z)。采用FTIR和SEM对CMCS_(x)-SA_(y)-Ca... 详细信息

以天然高分子材料羧甲基壳聚糖(CMCS)和海藻酸钠(SA)为基体,通过低温冷冻交联的方法制备了初始晶胶;再通过一步浸泡法负载Ca^(2+),得到可生物降解的形状记忆双网络晶胶止血剂CMCS_(x)-SA_(y)-Ca_(z)。采用FTIR和SEM对CMCS_(x)-SA_(y)-Ca_(z)进行了表征,并测试了它的机械性能和生物相容性。实验结果表明,CMCS与SA质量比为7∶3的CMCS_(7)-SA_(3)-Ca_(z)晶胶呈现出孔径为50~200μm的贯通大孔结构,并具有良好的力学性能和抗疲劳性,抗压强度最大可达9.55 kPa;在循环压缩5次后,形变与强度仍能较初始状态恢复80%以上;CMCS_(7)-SA_(3)-Ca_(z)具有良好的形状记忆功能,可以反复进行压缩固定与吸水复原。CMCS_(7)-SA_(3)-Ca_(z)的大孔连通结构有利于血液浓缩、血细胞聚集和凝血成分的阻滞,具有快速吸收血液的能力,并能迅速控制伤口出血。

关键词：晶胶止血剂形状记忆双网络结构

WBAXs-SPI复合乳液填充凝胶的制备及其性能的研究

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食品科技 2019年第2期44卷 252-258页

作者：张鹏龙陈复生殷丽君张丽芬河南工业大学粮油食品学院郑州450001

研究了以漆酶和温度为诱导制备WBAXs-SPI复合乳液填充凝胶,并与不同凝胶的性能相比较。结果表明:WBAXs-SPI复合凝胶比单一网络凝胶具备更强的机械性能、更强更稳定的网络结构。由于乳液在凝胶网络中起到填充的作用,所以乳液填充凝胶比... 详细信息

研究了以漆酶和温度为诱导制备WBAXs-SPI复合乳液填充凝胶,并与不同凝胶的性能相比较。结果表明:WBAXs-SPI复合凝胶比单一网络凝胶具备更强的机械性能、更强更稳定的网络结构。由于乳液在凝胶网络中起到填充的作用,所以乳液填充凝胶比水凝胶具备更好的机械性能、更强更稳定的网络结构。而WBAXs-SPI复合乳液填充凝胶即具备双网络结构又具备乳液对网络进行支撑,所以其硬度最高,储能模量G’值最高,这证明其机械性能最好,网络结构最强。但是红外结果表明实验所制备的乳液填充凝胶为非活性填充,所以凝胶的机械性能提升幅度有限。

关键词：小麦麸皮阿拉伯木聚糖水凝胶乳液填充凝胶双网络结构