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《阳离子型温敏水凝胶的溶胀性能及其对表面活性剂的吸附行为》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第20卷第4期应用化学Vol.20No.42003年4月CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRYApr.2003阳离子型温敏水凝胶的溶胀性能及其对表面活性剂的吸附行为3陈莉董晶孟庆杰(天津工业大学材料化工学院天津300160)摘要合成了N2异丙基丙烯酰胺(NIPAM)与氯化三甲基232丙烯酰胺丙基胺(DMAPAA2Q)的共聚凝胶,分别考察了阳离子单体DMAPAA2Q含量对凝胶的低临界溶解温度(LCST)、溶胀性、溶胀动力学、再溶胀动力学等性能的影响。结果发现,当x(DMAPAA2Q)<715%时,随着阳离子含量的增加,水凝胶的溶胀度增大,LCST
2、升高;而当x(DMAPAA2Q)=37.5%时,水凝胶的LCST已经消失。退溶胀动力学的研究表明,水凝胶45℃时2min内体积收缩最快,5min后基本达到平衡;而再溶胀过程中2h内速度最快,5h内可达到溶胀平衡。与以往的聚电解质与表面活性剂形成11∶复合物有所不同,NIPAM与DMAPAA2Q的共聚物与表面活性剂间形成了2步吸附过程。关键词N2异丙基丙烯酰胺(NIPAM),阳离子单体,温敏凝胶,表面活性剂中图分类号:O631;TQ427.26文献标识码:A文章编号:100020518(2003)0420328204聚(N2异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)水凝胶具有温度敏
3、感性,在32℃左右有一个低临界溶解温度(LCST)。高于这个温度时溶胀的水凝胶发生收缩,低于这个温度时则再度溶胀。这种独特的转变行为,使之在生物大分子的浓缩、酶的回收、酶固定化载体的制备以及药物的靶向释放等新技术领域显示了广[1～3][4～6]泛的应用前景,从而成为当前功能高分子研究领域的一个热点。研究表明,PNIPAM与某些单体形成的共聚水凝胶也具有LCST特性,并且具有更好的收缩溶胀性能。目前,研究较多的是关于含阴[7,8]离子单体的PNIPAM共聚水凝胶,而含有阳离子单体的温敏水凝胶则研究较少。本文合成了含有氯化三甲基232丙烯酰胺丙基胺(DMAPAA2Q)阳离子
4、单体的PNIPAM温敏水凝胶,并对其溶胀性能和对表面活性剂的吸附行为进行了研究。1实验部分1.1主要试剂N2异丙基丙烯酰胺(NIPAM,日本KOHJIN公司);氯化三甲基232丙烯酰胺丙基胺(DMAPAA2Q,日本KOHJIN公司);十二烷基硫酸钠(SDS,中国医药上海化学试剂公司);过硫酸钾(PPS),N,N2亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)。以上试剂均为分析纯。1.2高分子与水凝胶的合成按DMAPAA2Q的摩尔分数分别为0、0175%、715%和3715%的比例将NIPAM和DMAPAA2Q配制成1mol/L的混合水溶液,加入01005mol/L的过硫酸钾作为引发剂,N
5、2气气氛下于70℃聚合2h后得到共聚物。产物经水中透析进行精制。加入0108mol/L的MBAA作交联剂即可制得共聚物水凝胶。所得水凝胶在蒸馏水中浸泡1周,以除去凝胶中未反应的单体、交联剂和引发剂分子。1.3测试方法和仪器用分光光度计测定520nm吸收波长的透光率确定LCST。温度变化范围为20～60℃。用称重法测定水凝胶在不同温度下的溶胀率(SR),每个温度下至少恒温保持48h,用滤纸擦去凝胶2002210209收稿,2002212225修回国家自然科学基金资助项目(20174027)通讯联系人:陈莉,女,1963年生,教授;E2mail:chenlis@tjpu.e
6、du.cn;研究方向:智能高分子材料、高分子凝胶合成与性能等第4期陈莉等:阳离子型温敏水凝胶的溶胀性能及其对表面活性剂的吸附行为329表面带出的水分后称重,溶胀率SR=ms/md。式中,ms为某一温度下达到稳定溶胀状态时水凝胶的质量;md为真空干燥至恒重的凝胶质量。选择在45℃(在45℃凝胶收缩度最大,45℃以上几乎不变)测定退溶胀动力学。将水凝胶于室温达到稳定的溶胀状态,快速转移至45℃的蒸馏水中,记录不同时刻凝胶的质量。真空干燥至恒重的干凝胶放入室温(24℃)蒸馏水中,测其再溶胀动力学。称重时,均先用滤纸擦去水凝胶表面带出的水分。水保留率(WR)和水摄入率(WU)=
7、100(mt-md)/ms。式中,Wt为某一时刻水凝胶的质量。取10小块在蒸馏水中静置1周达到溶胀平衡的水凝胶,分别称其质量记为m0,然后分别放入10组不同浓度的SDS溶液中,密封,室温放置1周后再分别称其质量,记为m。2结果与讨论DMAPAA2Q的侧链上含有季胺阳离子,不同x(DMAPAA2Q)含量共聚物水溶液的透光率随温度的变化关系,如图1所示。由图可知,PNIPAM的LCST为32℃。x(DMAPAA2Q)为0175%的共聚物的LCST为35℃。当x(DMAPAA2Q)为715%时,共聚物LCST已不十分明显。当x(DMAPAA2Q
