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低温下聚氨酯水凝胶包埋硝化菌去除氨氮

环境工程学报 2015年第8期9卷 3721-3727页

作者：董亚梅张振家李军王婷冯雅男何丹农纳米技术及应用国家工程研究中心上海200241 上海交通大学环境科学与工程学院上海200240 沈阳建筑大学市政与环境工程学院沈阳110168

采用聚氨酯水凝胶为固定化载体制备了包埋硝化菌颗粒,并在上流式内循环反应器内以人工配制的模拟氨氮废水对包埋硝化菌颗粒进行驯化.在驯化完成后实验考察了温度变化和水力停留时间（HRT）对低温下聚氨酯水凝胶包埋硝化菌颗粒去除氨氮... 详细信息

采用聚氨酯水凝胶为固定化载体制备了包埋硝化菌颗粒,并在上流式内循环反应器内以人工配制的模拟氨氮废水对包埋硝化菌颗粒进行驯化.在驯化完成后实验考察了温度变化和水力停留时间（HRT）对低温下聚氨酯水凝胶包埋硝化菌颗粒去除氨氮的影响以及出水中亚硝态氮、硝态氮的累积情况.结果表明,在进水氨氮浓度为40 mg/L,HRT为4h,水温从22℃降低到10℃时,包埋硝化菌颗粒对氨氮的去除率从97％下降到48％,调整10℃运行时的HRT,氨氮去除率可达到75％.将进水氨氮浓度降低至15 mg/L,当HRT为4h,温度在7～13℃范围内变动时,氨氮去除率稳定在80％左右.在整个运行过程中,保持DO充足,没有出现亚硝酸盐积累的现象.

关键词：聚氨酯水凝胶包埋硝化细菌低温水力停留时间硝化速率

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物理交联型生物医用聚氨酯水凝胶的合成研究

生物医学工程学杂志 2006年第3期23卷 583-586页

作者：殷争艳牛洪谭鸿谢兴益钟银屏四川大学医用高分子及人工器官系成都610065

我们采用碳酸亚乙酯(E thy lene carbonate)与乙醇胺(E thano lam ine)反应合成得到含有氨基甲酸酯结构的新型小分子二醇扩链剂双羟乙基氨基甲酸酯(B is-hydroxy lethy l carbom ate(EC-AE))。用一步法通过扩链剂EC-AE和1,4-bu taned i... 详细信息

我们采用碳酸亚乙酯(E thy lene carbonate)与乙醇胺(E thano lam ine)反应合成得到含有氨基甲酸酯结构的新型小分子二醇扩链剂双羟乙基氨基甲酸酯(B is-hydroxy lethy l carbom ate(EC-AE))。用一步法通过扩链剂EC-AE和1,4-bu taned io l合成了聚氨酯聚合物PUA 25和PU B 25,对其结构用红外光谱分析(FT-IR)、差动扫描量热法分析(DSC)进行了表征,其结果表明:PUA 25微相分离程度比PU B 25的低,即PUA 25的硬段之间形成氢键的数量较PU B 25的少,相混和程度大。并以PUA 25和PU B 25为原料,对其形成的物理交联水凝胶进行了研究,发现PUA 25能够制备物理交联型水凝胶,且该水凝胶随着冷却-加热-冷却过程的重复而出现“凝胶-溶液-凝胶”的循环转变,证明了相容性程度较高的聚氨酯易形成水凝胶。

关键词：聚氨酯水凝胶物理交联生物材料合成

N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸钠为扩链剂的磺酸型聚氨酯水凝胶制备及性能

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应用化学 2019年第6期36卷 631-640页

作者：郭晓艳程晓琪张良良黄毅萍许戈文鲍俊杰安徽大学化学化工学院绿色高分子材料安徽省重点实验室

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚乙二醇-2000(PEG)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)和N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸钠(BES-Na)为亲水性扩链剂,制备了一系列磺酸型聚氨酯水凝胶(WPUHs)。通过X射线衍射仪、热重分析仪和电子万能测试机对... 详细信息

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚乙二醇-2000(PEG)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)和N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸钠(BES-Na)为亲水性扩链剂,制备了一系列磺酸型聚氨酯水凝胶(WPUHs)。通过X射线衍射仪、热重分析仪和电子万能测试机对凝胶的结构和性能进行了表征。结果表明,随着BES-Na质量分数的增加,WPUHs的热稳定性逐渐增加,WPUH7(BES-Na质量分数为3.46%)的压缩强度和压缩模量比WPUH1(BES-Na质量分数为0%)分别提高了2.9倍和3.6倍。BES-Na的质量分数对WPUHs的溶胀初期过程影响显著,WPUHs的平衡溶胀比从20.6增加至29.3。WPUHs具有良好的温度和pH敏感性,在10~45℃范围内,WPUH7平衡溶胀比从17.6增大至33.8,在pH值为2~10范围内,WPUH7平衡溶胀比从21.7增大至70.6。

关键词：聚氨酯水凝胶磺酸盐溶胀动力学温度和pH敏感性

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新型聚氨酯水凝胶的制备及药物缓释研究

新型聚氨酯水凝胶的制备及药物缓释研究

作者：向柳姣湖南科技大学

学位级别：硕士

聚氨酯水凝胶是一种重要的生物医用材料,其兼具聚氨酯和水凝胶二者的优点,具有良好的生物容性和对人体组织无刺激性等优点,广泛应用于药物控制释放体系、创伤敷料和医用绷带等医学领域。聚氨酯水凝胶的亲水性强弱可以影响其载药量以及... 详细信息

聚氨酯水凝胶是一种重要的生物医用材料,其兼具聚氨酯和水凝胶二者的优点,具有良好的生物容性和对人体组织无刺激性等优点,广泛应用于药物控制释放体系、创伤敷料和医用绷带等医学领域。聚氨酯水凝胶的亲水性强弱可以影响其载药量以及药物释放速率,通过改变聚氨酯大分子链上的软硬段种类和比例,可以制备出亲水性能各异的聚氨酯水凝胶产品,研究了不同软硬段结构的聚氨酯水凝胶的载药和药物体外释放规律,可为聚氨酯水凝胶在医学上的应用提供理论和实验基础。采用两步法,以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),聚己内酯(PCL)等为主要原料,分别采用二甘醇(DEG)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和N-甲基二乙醇胺(MDEA)进行扩链反应,加入交联剂过氧化苯甲酰(BPO)进行自由基聚合,制备了MDI/PCL/DEG体系聚氨酯水凝胶。采用红外光谱仪、静态水接触角仪、扫描电子显微镜等技术探讨了不同硬段种类和比例对聚氨酯水凝胶水接触角、溶胀度、形貌等的影响,研究了不同硬段种类和比例制备的聚氨酯水凝胶的结构与性能的关系。结果显示,以DEG为扩链剂制备的聚氨酯水凝胶亲水性最差,材料表面无多孔结构,而以带有叔氨基官能团的MDEA为扩链剂制备的聚氨酯水凝胶亲水性最强,材料表面具有微孔结构;随着扩链剂DEG用量增加,聚氨酯水凝胶的溶胀度逐渐增大,水接触角逐渐减小,但其表面形貌无明显变化;随着交联剂BPO用量的增加,聚氨酯水凝胶的溶胀度减小,水接触角增大,亲水性变差。采用PCL和PEG两种多元醇制备了MDI/PCL-PEG/DEG体系聚氨酯水凝胶,用红外光谱仪、静态水接触角仪、扫描电子显微镜等技术探讨了不同软硬段种类及比例对聚氨酯水凝胶水接触角、溶胀度、形貌等的影响。结果表明,两种多元醇复合制备聚氨酯水凝胶的亲水性能得到明显的改善,溶胀度增大,接触角减小,材料孔隙结构增多。研究了MDI/PCL/DEG体系聚氨酯水凝胶和MDI/PCL-PEG/DEG体系聚氨酯水凝胶的载药以及释药性能。研究表明,MDI/PCL/DEG体系聚氨酯水凝胶亲水性能较差,载药量较低,药物速率前期比较快;MDI/PCL-PEG/DEG体系聚氨酯水凝胶亲水性能优于MDI/PCL/DEG体系聚氨酯水凝胶,载药量较高,药物释放速率前期比较慢;聚氨酯水凝胶在室温下的载药量比37.5℃时的载药量小,但药物释放阶段速率无明显区别。

关键词：聚氨酯水凝胶二苯甲基二异氰酸酯聚己内酯亲水性药物释放

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含单宁聚氨酯水凝胶的制备与性能研究

含单宁聚氨酯水凝胶的制备与性能研究

作者：张超武汉理工大学

学位级别：硕士

单宁酸(TA)是一种来源广泛的植物大分子,因含有大量酚羟基,可通过氢键、离子键、疏水缔合作用等多种化学键和分子间作用发挥络合和交联作用。多巴胺(DA)与TA结构相似,因具有高反应活性氨基和功能性邻苯二酚结构,主要用于表面界面的改性... 详细信息

单宁酸(TA)是一种来源广泛的植物大分子,因含有大量酚羟基,可通过氢键、离子键、疏水缔合作用等多种化学键和分子间作用发挥络合和交联作用。多巴胺(DA)与TA结构相似,因具有高反应活性氨基和功能性邻苯二酚结构,主要用于表面界面的改性和功能材料的制备。但是DA制备工艺复杂、价格昂贵,目前还不能工业化应用。本文使用TA取代DA合成了一系列聚氨酯,并通过红外、核磁、热分析等测试方法对其结构和热性能进行表征,考察了TA以物理共混、化学交联、化学封端三种不同方式引入聚氨酯在水凝胶制备方法和性能上的差异。重点研究了TA含量、pH、n(Fe)/n(TA)、n(PDBA)/n(TA)对凝胶性能的影响。主要研究内容和结论如下:1.采用聚乙二醇2000(PEG2000)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)合成了水溶性线性聚氨酯(LPU),通过红外光谱和核磁共振表征了聚氨酯结构。检测TA在LPU中溶解度,配制LPU/TA/Fe混合溶液并制备超分子水凝胶,研究pH和n(Fe)/n(TA)对凝胶性能的影响。结果表明pH决定了邻苯二酚与Fe的配位数,n(Fe)/n(TA)决定了LPU/TA/Fe凝胶中氢键和配位键的占比。即只有当pH和n(Fe)/n(TA)取一定值时,TA与Fe能够更多的以二配位、三配位形式结合,同时TA保持足够的酚羟基与PEG链段通过氢键相互作用,LPU/TA/Fe才能够自组装形成超分子凝胶。2.比较二丁基二月桂酸锡(DBTDL)和三乙胺(TEA)对TA与IPDI反应的催化速率。直接采用TA作为交联剂,使用PEG2000和IPDI合成化学交联型弹性体(TAPU),TAPU吸水溶胀即可制备成水凝胶。对TAPU进行结构表征和热性能分析,研究TA含量对TAPU凝胶力学性能、溶胀性能、水解性能的影响。结果表明TEA比DBTDL催化效果更好,TA所有酚羟基与-NCO均有反应活性。即TAPU中TA含量越低,TA分子剩余酚羟基越少,TAPU凝胶化学交联度越高,物理交联点越少,TAPU水凝胶力学性能和溶胀性能均呈现出与之相应的规律性。由于TA酚羟基与-NCO的反应具有一定的可逆性,氨基甲酸酯基能与水反应转化为脲基,TAPU水凝胶在一定温度下能够逐渐水解。3.采用两步法合成TA封端的聚氨酯(PU-TA)。先使用PEG2000和IPDI合成-NCO封端的聚氨酯预聚体,然后采用滴加的方式将预聚体溶液加入到TA溶液中合成PU-TA。分别使用FeCl和1,4-苯二硼酸(PDBA)为交联剂,配制PU-TA/Fe溶液和PU-TA/PDBA溶液,调节pH即可制备复合凝胶。使用红外和核磁共振表征PU-TA分子结构,重点研究了凝胶的流变性能、pH响应特性、自愈合功能特点。结果表明PU-TA/Fe凝胶和PU-TA/PDBA凝胶均具有优异的pH可逆性和自愈合性。

关键词：单宁酸聚氨酯水凝胶交联度可逆性自愈合

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功能性聚氨酯水凝胶的制备及性能研究

功能性聚氨酯水凝胶的制备及性能研究

作者：贾展羽河北工业大学

学位级别：硕士

水凝胶是一种含有亲水基团的三维网状柔软聚合物,其中,因聚氨酯(PU)水凝胶拥有良好的生物相容性、可功能化等特点在生物、农业等方面有广泛的应用。但是目前报道的多数聚氨酯水凝胶在力学性能较差的同时还缺乏一定的导电和自愈合性,限... 详细信息

水凝胶是一种含有亲水基团的三维网状柔软聚合物,其中,因聚氨酯(PU)水凝胶拥有良好的生物相容性、可功能化等特点在生物、农业等方面有广泛的应用。但是目前报道的多数聚氨酯水凝胶在力学性能较差的同时还缺乏一定的导电和自愈合性,限制了其在电子皮肤、生物传感器等方面的应用。本文主要以制备力学性能良好的导电自愈合聚氨酯水凝胶为目标,开展了以下两个方面的研究:(1)采用预聚体和原位聚合法,制备了具有导电自愈合性的多功能聚氨酯水凝胶(PUASPy),探究了通过调节吡咯(Py)单体的浓度对水凝胶性能的影响。首先,将含有二硫键的扩链剂4,4’-二氨基二苯二硫(APDS)加入到聚氨酯分子链中,赋予其一定的自愈合性;然后,将导电高分子聚吡咯(PPy)原位聚合加入到自愈合聚氨酯水凝胶中,得到具有导电自愈合性能的聚氨酯水凝胶。通过红外光谱仪(FTIR)、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜(SEM)、微机控制电子万能试验机等仪器进行表征,分析了PUASPy水凝胶的化学结构、表面形貌、力学等性能。研究结果表明:当吡咯(Py)单体的浓度为0.2 mol/L时,可得到综合性能良好的水凝胶:最大拉伸强度1.2 MPa、断裂伸长率554%、电导率0.055 S/m、自愈合效率53%、在拉伸应变300%的情况下经过10 min可完全恢复,并且能够对手指弯曲进行监测和响应。(2)为了进一步提高聚氨酯水凝胶的导电性能,通过调整软段分子量结合冷冻干燥法制备了多孔导电聚氨酯水凝胶(PCPU),探究了通过调节交联剂三羟甲基丙烷(TMP)含量得到的不同孔径对其综合性能的影响。首先,用预聚体法合成了不同交联剂的聚氨酯水凝胶。然后将溶胀充分的水凝胶冷冻干燥,通过原位聚合将导电聚合物PPy加入不同交联剂的聚氨酯水凝胶中,得到多孔、导电的复合聚氨酯水凝胶。通过FTIR、SEM以及微机控制电子万能试验机等进行表征和分析PCPU的化学结构、表面形貌、力学及导电性等性能。研究结果表明:当TMP含量为6.8 wt%时,水凝胶综合性能良好:最大拉伸强度为0.68 MPa、断裂伸长率为673%、电导率为0.44 S/m。同时能够监测手指弯曲运动,具有应用于传感器的潜力。

关键词：聚氨酯水凝胶自愈合导电多功能柔性传感器

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聚氨酯水凝胶的设计及在生物医学中的应用

中国胶粘剂 2007年第9期16卷 46-49页

作者：刘都宝鲍俊杰纪学顺钟达飞谢伟许戈文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230039

介绍了聚氨酯水凝胶的配方设计和合成方法,综述了近年来聚氨酯水凝胶在医学工程方面的研究及发展情况,并对聚氨酯水凝胶在生物医学中应用的发展趋势和方向作了展望。

关键词：聚氨酯水凝胶应用设计生物医学

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聚氨酯水凝胶在生物医学中的应用

聚氨酯工业 2004年第5期19卷 6-9页

作者：牛洪谢兴益何成生樊翠蓉钟银屏四川大学高分子学院医用高分子及人工器官系成都610065

综述了近年来聚氨酯水凝胶在生物医学工程中药物控释、创伤敷料、接触眼镜以及外科植入器械等领域的研究及发展情况。

关键词：聚氨酯水凝胶生物医学工程创伤敷料药物控释载体接触眼镜外科植入器械生物相容性甲基丙烯酸乙氧基磷酸胆碱

温度和pH双重敏感性聚氨酯水凝胶的合成及性能研究

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应用化工 2011年第9期40卷 1595-1598页

作者：张常虎西安文理学院化学与化工系陕西西安710065

采用逐步聚合凝胶法完成对含有端烯基聚氨酯(UAA)预聚物与N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)共聚,得到具有温度和pH双重敏感性的聚氨酯水凝胶。通过对该凝胶最大溶胀形貌观察,在不同温度及pH环境中对溶胀性能的探讨,发现该凝胶空间结构、溶胀性等... 详细信息

采用逐步聚合凝胶法完成对含有端烯基聚氨酯(UAA)预聚物与N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)共聚,得到具有温度和pH双重敏感性的聚氨酯水凝胶。通过对该凝胶最大溶胀形貌观察,在不同温度及pH环境中对溶胀性能的探讨,发现该凝胶空间结构、溶胀性等方面适合作药物缓释。选用模拟药物茶碱,在模拟人体消化系统,即不同pH条件下对其缓释,7 h基本释放完,茶碱浓度相对稳定。因此,该材料在介入诊疗方面有极大的应用潜力,是一种有着巨大应用前景的生物医用材料。

关键词：聚氨酯水凝胶温度敏感性 pH敏感性药物缓释