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智能水凝胶是目前国际上热门的研究课题,其中温度敏感性及pH敏感性水凝胶方面的研究报道较为集中。甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)的聚合物是一类同时具有温度和pH的敏感性的高聚物,它本身无毒,不挥发,可望在生物医用材料、化学传感器及环保材料等应用研究方面取得较快的进展。
本文采用预辐射接枝法,对聚丙烯(PP)薄膜用电子束在空气中进行预辐照,然后置于甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)和乙醇/水的混合溶剂中进行接枝反应。研究了不同溶剂配比、反应时间、反应温度、单体浓度、不同辐照吸收剂量等对接枝率的影响;结果表明,在一定范围内,接枝反应时间的增加,辐照吸收剂量的增大都有利于接枝率的提高。
采用二次接枝法,在预辐照的PP膜上分别接枝了丙烯酸(AAC)和DMAEMA,得到了一种既有一定温度敏感性,又有pH敏感性的水凝胶互穿网络,其溶胀率在10℃与60℃之间随温度的变化呈现出较好的反复可逆性;采用扫描电镜观测了接枝前后PP膜的表面形貌变化及接枝膜在不同温度条件下溶胀平衡后的表面形貌区别。
采用热化学聚合/交联法制备了聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(PDMAEMA)水凝胶以及Poly(DMAEMA-co-AAc)共聚物水凝胶。研究了不同单体配比对水凝胶性能的影响,特别是水凝胶在不同温度下的不同pH值的缓冲溶液、去离子水以及不同离子强度的水溶液中的溶胀性能。结果表明,上述水凝胶对温度、pH及离子强度等均有一定的敏感性,且随着丙烯酸含量的增加,共聚物水凝胶的温敏性逐渐在减弱;不同配比的Poly(DMAEMA-co-AAc)共聚物水凝胶都具有pH敏感性,当pH<4时,其溶胀率随pH增大而下降,然后随pH增大而上升;水凝胶在温度及pH反复交替变化的情况下,溶胀率的变化具有较好的可逆性;水凝胶的溶胀率随离子强度的增大而降低。
采用预辐射接枝法将AAc和DMAEMA分别接枝到PP纤维上,尝试了通过调节温度或pH的变化,来控制纤维对某些金属离子的吸附一解吸附的效果。