亲水链段长度对液晶模板水凝胶形态和温敏性的影响.pdf

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1、第7期高分子学报No．72013年7月ACTAPOLYMERICASINICAJul．，2013*亲水链段长度对液晶模板水凝胶形态和温敏性的影响＊＊张青松彭喆张库陈莉赵义平(天津工业大学材料科学与工程学院中空纤维膜材料与膜过程省部共建国家重点实验室培育基地天津300387)摘要采用疏水烷基(C16H33)相同而亲水的聚氧乙烯链(CH2CH2O)n=2，10，20长度不同的表面活性剂苄泽(Brij52/56/58)作为模板制备得到3种孔洞尺寸为5～80μm的聚异丙基丙烯酰胺水凝胶(HNB)．研究表明，n值越小，疏水性越大．15wt%

2、浓度下，不同n值的Brij水溶液均呈现明显的液晶织构．在t=4和7min时HNB58和HNB56凝胶预聚液的透光率迅速下降至3.3～3.5，而HNB52凝胶预聚液的透光度一直保持在3.5．以n=20的Brij58作为模板制备的HNB58凝胶孔洞数量多，尺寸为5～10μm．以n=2的Brij52为模板制备的HNB52凝胶孔洞形态呈层状，溶胀度最小，为6.9g/g．而以n=10的Brij56为模板制备的HNB56凝胶孔洞呈蜂窝状，尺寸最大，为40～80μm，溶胀度最高，为7.9g/g，37℃下20min时HNB56失水超过80%．由于

3、模板的作用，n值的变化并没有改变HNB凝胶的体积相转变温度(VPTT≈33℃)，但吸热峰面积变宽．关键词水凝胶，N-异丙基丙烯酰胺，模板，表面活性剂，温敏性水凝胶的性能可由溶胀性能(或吸水性)和氧乙烯(20)鲸蜡醇醚(Brij58)作为模板，先后采机械强度等参数表征，而(消)溶胀速率则主要取用化学交联剂N，N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和决于凝胶内部孔洞大小以及孔间距等微观结物理交联剂无机纳米黏土制得2种温敏性液晶基［1～4］［10，11］构．若将具有液晶特性的表面活性剂引入到模板水凝胶，结果表明Brij58的引入改善了水凝胶的

4、空间网络结构中，水凝胶原本大小不一、聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)热响应速率和力学分布无序的孔洞结构会因为胶束的存在而形成有性能．然而聚氧乙烯(n)鲸蜡醇醚(polyoxyethylene规律的孔洞结构，洗脱去除液晶表面活性剂后，凝(n)cetylether，Brij)的亲水链段长度n也会影响胶内部则会出现蜂窝状、层状和带状等一种或多到凝胶的结构、形态和性能．本文采用3种不同聚种孔洞结构，从而优化凝胶孔洞结构和性能，并应氧乙烯链段长度(n=2，10和20)的Brij表面活［5～7］用于药物控释、化工分离和组织工程等领域．性剂(B

5、rij52，Brij56和Brij58)作为液晶基元，以［8］Markus等分别以十六烷基三代酒石酸N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)作为功能单体，以(CTMA2-tartrate)和十六烷基三代对苯二甲酸乙MBA作为化学交联剂，在水溶液中分别制得以二醇酯(CTMA2-terephthalate)表面活性剂为模板Brij52，Brij56和Brij58为模板的PNIPAm水凝介质制备得到一系列高度有序且具有液晶特性的胶(简称HNB)，采用偏光显微镜研究了Brij水溶水凝胶，其中孔洞结构呈层状(带状)结构，在某液的织构，通过扫描电子显

6、微镜(SEM)和差示扫些特定的方向上，孔洞大小和形状高度有序，似流描量热法研究了HNB水凝胶的孔洞形态和温敏［9］动状，孔径在几十到几微米之间．Monteiro等以性，由称重法测试HNB水凝胶的(消)溶胀行为阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和非离和温度敏感性，比较分析了Brij52，Brij56和子型表面活性剂十二烷基脂肪酸醇(TERICBL8)Brij58中亲水聚氧乙烯链段(CH2CH2O)n=2，10，20长等多种表面活性剂为模板，利用聚合反应中不同度对HNB水凝胶形态、溶胀行为和温敏性的影响液晶凝聚态变化引起的模板尺

7、寸改变，调节凝胶规律．的形态及孔径，获得了性能较优异的产品．借鉴上述思想，作者以非离子表面活性剂聚*2012-09-03收稿，2012-12-04修稿;国家自然科学基金(基金号21104058，31200719和21174103)和天津市应用基础及前沿技术计划项目(项目号12JCQNJC01400)资助项目．＊＊通讯联系人，E-mail:zqs8011@163．comdoi:10.3724/SP．J．1105.2013.12275841842高分子学报2013年去离子水中，每隔一段时间取出，用滤纸拭干表面1实验部分的水分，称重(m

8、t)，如此反复直至溶胀平衡．由溶1.1原料与试剂胀度公式:聚氧乙烯(2)鲸蜡醇醚(Brij52)，德国mt－mdSR=(1)SERVA公司，分析纯;聚氧乙烯(10)鲸蜡醇醚md(Brij56)，德国SERVA公司，分析纯;聚氧乙烯其中mt为t时刻的