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1.
《林产化学与工业》2018,(3)
利用丙烯酸(AA)单体自由基聚合的方法,将羟乙基纤维素(HEC)作为大分子交联剂,引入聚丙烯酸(PAA)水凝胶中,制备了一种具有氢键交联网络结构的羟乙基纤维素/聚丙烯酸(HEC/PAA)复合水凝胶。当HEC质量分数(以水凝胶固含量计)为20.0%、33.3%、42.9%、50.0%和55.5%时,制备的复合水凝胶分别标记为HEC/PAA-1~HEC/PAA-5。采用力学测试和红外光谱(IR)等手段对水凝胶的性能和结构进行了研究。力学测试结果表明:相比于PAA水凝胶较弱的机械性能,复合水凝胶HEC/PAA-2的压缩强度能达到9.52 MPa,对应的压缩断裂应变为91%,压缩断裂能量达到了513.6 kJ/m~3;同时,HEC/PAA水凝胶还表现出了优异的拉伸性能与可恢复性能,HEC/PAA-4的拉伸断裂应力为224.3 k Pa,断裂伸长率为198%,拉伸断裂能量为219.5 kJ/m~3。HEC/PAA-2溶胀150 h时的吸水溶胀率为2.23 g/g。以上结果表明:HEC/PAA复合水凝胶具有的优异力学性能可能源于PAA大分子与HEC大分子之间的氢键作用,它构成了复合水凝胶特殊的网络结构。 相似文献
2.
《林业工程学报》2021,6(5)
半乳甘露聚糖主要来源于瓜尔豆等特色林产资源,因其潜在的应用前景而受到广泛关注。为了提高半乳甘露聚糖的温敏性能,拓展其应用范围,采用N-异丙基丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯、过硫酸铵、四甲基乙二胺、蒙脱土等为原料,合成了具有温度响应性的半乳甘露聚糖-聚(N-异丙基丙烯酰胺)复合水凝胶,并通过傅里叶红外光谱仪、X射线衍射、差示扫描量热法、热失重分析、万能试验机等对水凝胶的结构与性能进行表征。结果表明:制备的温敏水凝胶,具有快速弯曲的温度响应性;随着交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯从N-异丙基丙烯酰胺单体用量的0%增加至2%,水凝胶的平衡溶胀率降低,且聚乙二醇二丙烯酸酯的引入增强了水凝胶的热稳定性,但其对水凝胶的结晶结构没有显著影响;随着半乳甘露聚糖的质量分数从0%增加至1%,水凝胶的压缩强度增加,最高为51 kPa。且用质量分数1%的四硼酸钠溶液处理后,样品压缩强度增强一倍以上,半乳甘露聚糖质量分数为1%的样品增强至107 kPa。半乳甘露聚糖-聚(N-异丙基丙烯酰胺)复合水凝胶,绿色无污染,环保可降解,力学强度高,对温度响应速度快,实现了对植物资源高值化利用的同时也探索了其在温敏智能材料的应用潜力。 相似文献
3.
壳聚糖基复合材料在水凝胶领域应用广泛,但其制备过程中通常需要有毒性的化学交联剂和经过繁琐的化学修饰等过程。将壳聚糖、丙烯酸和钛酸四丁酯共混,在遇水后,通过钛酸四丁酯的原位水解形成的纳米二氧化钛作为物理交联剂,一步法制备复合水凝胶,过程简单且无需化学交联剂。在此复合水凝胶中,纳米二氧化钛作为交联剂和光催化剂,丙烯酸可以提高壳聚糖的吸水性,同时丙烯酸和壳聚糖表面的羟基和氨基等基团又可以增强二氧化钛的光催化性能。利用X射线衍射、傅里叶红外光谱、扫描电镜和透射电镜等考察其形貌与结构等特征,并通过吸水试验和亚甲基蓝的光降解试验测试了其溶胀及光催化性能。结果表明:该复合水凝胶内部为多孔结构,粒径约为5~12 nm的二氧化钛均匀分散在复合水凝胶中,无团聚现象。该复合水凝胶材料具有优良的吸水性,其饱和吸水率约为1500%,在模拟自然光下对亚甲基蓝有较好的光催化降解效果。以上结果表明该材料在污水处理领域具有一定的应用前景。 相似文献
4.
大豆秸秆粉末经乙二胺(EDA)润胀消晶后溶解在LiCl/DMSO中,与甲基丙烯酸甲酯(MMA)及丙烯酸丁酯(BA)在交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和引发剂偶氮二异丁氰(AIBN)作用下反应,制得具有半互穿聚合网络木质纤维疏水吸油气凝胶,并利用FT-IR、SEM、流变仪和光学接触角等手段表征凝胶相关性能。研究发现:制得的气凝胶同时含有单体聚合交联网络和木质纤维链段,有明显的多孔三维网络结构,且具有良好的疏水吸油性能。可通过调节木质纤维与单体比例调控凝胶网络结构和疏水吸油性能。当木质纤维与单体比例为1∶4时,气凝胶结构最为疏松,孔隙增大,吸油性能最佳,其吸油量可达10.61 g/g(二甲苯)和7.41 g/g(食用油)。 相似文献
5.
经乙二胺预处理后大豆秸秆先溶解于8%LiCl/DMSO木质纤维全溶体系,然后于乙醇中凝胶化制备多孔吸液木质纤维凝胶。研究发现:木质纤维原料脱木质素程度会影响凝胶的多孔结构、热稳定性及溶胀性能。随着脱木质素程度加强,木质纤维原料中纤维素、半纤维素和木质素之间解离程度加强,凝胶热稳定性提高,残炭量减少,可形成小孔径、高比表面积的致密多孔网络结构并影响其溶胀性能。当大豆秸秆经2 h脱木质素处理时,该秸秆原料所制备的凝胶热分解温度、残炭量、比表面积和平均孔径分别为230℃、15%、64.29 m~2/g和17.813 nm,在15℃下平衡溶胀率为2 126.79%,与未脱木质素的大豆秸秆制备的凝胶相比,热分解温度提高了30℃,残炭量降低了47.7%,比表面积增加11.02 m~2/g,平均孔径减小了2.468 nm,而平衡溶胀率降低了16.6%。 相似文献
6.
将AA(丙烯酸)和AM(丙烯酰胺)单体通过自由基聚合及物理交联构建PAAAM(聚丙烯酸-聚丙烯酰胺)水凝胶的基本骨架,再将TEMPO(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基)纳米纤维素-石墨烯(TOCN-GN)纳米导电复合物作为纳米增强相均匀分散到水凝胶基体中,通过Fe~(3+)物理交联水凝胶中的羧基形成离子配位键,建立更加紧密的交联网络,合成双重物理交联TOCN-GN/PAAAM复合水凝胶。TOCNs起到了纳米增强和协助分散GN的双重作用,而GN在提高力学性能的同时,也赋予水凝胶优异的导电性能。通过对复合水凝胶的化学结构、微观形貌、力学强度和导电性能等分析发现:当TOCNs的质量分数为2.0%,GN的质量分数为0.7%,Fe~(3+)浓度为0.10 mol/L时,导电水凝胶的综合性能最佳,如良好的抗压强度(2.15 MPa)、可拉伸性(当断裂伸长率为568.4%时,拉伸应力到达132.0 kPa)、优异的自恢复性能和抗疲劳能力(60 min内恢复效率高达92.1%)。由于GN和Fe~(3+)的存在,TOCNs可协助GN形成良好的导电通路,电导率可达2.49 S/m。此类复合导电水凝胶有望在可穿戴传感设备领域得以应用。 相似文献
7.
以甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酰胺(AM)和烯丙基磺酸钠(SAS)同时对壳聚糖进行接枝改性,合成了一系列对水溶液中的二价铜离子具有高效吸附性能的壳聚糖水凝胶。研究了吸附剂粒径、投料量、溶液pH值对吸附容量的影响,同时进行了对金属铜离子的吸附性能研究。结果显示,粒径0.074~0.2 mm的吸附剂,在25 mL铜离子(II)质量浓度4 000 mg/L,pH值6的硝酸铜溶液中,投入量为0.1 g时,壳聚糖复合水凝胶最大吸附量为823 mg/g,同时吸附容量随溶液pH值增加而增加,随投料量的增大而减小。吸附等温线研究表明,Freundlich吸附模型能更好地描述吸附剂对铜离子(II)的吸附行为,说明其吸附过程是不均匀的多分子层吸附过程。 相似文献
8.
载药聚丙烯酸/聚乙二醇半互穿聚合物网络在木材中的原位构建及其性能 总被引：1，自引：0，他引：1
《林业科学》2016,(11)
【目的】在木材中原位构建载药半互穿聚合物网络体系,以提高木材耐腐性,改善木材的尺寸稳定性。【方法】以丙烯酸为单体,过硫酸铵为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,在聚乙二醇存在下原位反应,一步法合成聚丙烯酸/聚乙二醇半互穿聚合物网络(PAA/PEG SIPN)。研究交联剂含量对聚合物性能的影响,并采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对其结构和形貌进行表征。采用真空浸渍法将质量百分比为0.5%的丙环唑纳米制剂和反应物注入木材中,使其在木材内部进行原位反应并交联,测试处理后木材的尺寸稳定性和室内耐腐性。【结果】FTIR分析表明,PAA和PEG除形成氢键外,还能通过交联剂形成相对牢固的化学结合。SEM和TEM结果发现,聚乙二醇较均匀地分散在聚丙烯酸中,形成相互贯穿的网络结构。在一定范围内,随着交联剂含量的增加,聚合物的溶胀性能减弱,强度增大。相对于未处理材,处理材的干缩湿胀性得到明显改善。室内耐腐性试验表明,处理材的药剂抗流失性和耐腐性得到明显提高。【结论】本文所及处理方法能够在一定程度上提高木材的尺寸稳定性和防腐性能,虽然对尺寸稳定性的作用尚未达到理想状态,但可为木材的改性处理提供一种新思路。 相似文献
9.
通过混合不同类型的纳米纤维素制备混合气凝胶,分析其性能特征。将桉木纸浆经化学预处理,结合机械研磨法制备得到纤维素纳米纤丝(cellulose nanofibril,CNF),桉木微晶纤维素(MCC)经硫酸水解法制备得到纤维素纳米晶体(cellulose nanocrystal,CNC),通过透射电镜与X射线衍射仪观测发现二者具有不同的长径比和结晶度。利用悬浮滴定、叔丁醇置换、冷冻干燥等方法制备球形CNF气凝胶和CNF/CNC混合气凝胶,采用扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、比表面积分析仪、万能力学试验机对气凝胶的微观形貌、化学官能团、比表面积、平均孔径及压缩性能进行表征,结果表明:CNF气凝胶内部呈现三维网络结构,片状与纤丝状交织,比表面积为91.07m~2/g,平均孔径为14.81 nm,受压缩到80%应变时,压缩强度为0.125 MPa;添加不同比例的CNC制备CNF/CNC混合气凝胶,当CNC添加量为25%时,气凝胶内部纤丝结构取代片状结构,孔隙更加均匀,比表面积升至143.09m~2/g,压缩强度增至0.2 MPa,化学官能团和晶型结构未发生明显变化。当CNC添加量过大(50%)时,则会造成各项性能的减弱。 相似文献
10.
以葡萄糖为模板化合物,利用甲基丙烯酸缩水甘油醚对其改性后与丙烯酸、丙烯酰胺进行共聚反应,再经冷冻干燥,制备了具有pH值敏感特性的葡聚糖基水凝胶,并表征了其结构,优化了制备条件。结果表明:最佳条件为葡萄糖/丙烯酸/丙烯酰胺质量比为1∶4∶4,交联剂用量0.5%,引发剂用量1%,反应温度为65℃,在此条件下,水凝胶的平衡溶胀度可达90.5 g/g。研究发现该葡聚糖基水凝胶在同一pH值介质中的溶胀度随时间延长而增大,最后趋于平衡;其在无酶人工肠液(p H值7.4)中的溶胀度明显高于无酶人工胃液(pH值1.2),且该凝胶在两种介质中基本无降解。 相似文献
11.
《林业工程学报》2021,6(5)
以轻木为基材,以丙烯酰胺(AM)为改性单体,添加聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)为相变基元和交联剂,通过自由基聚合的方法制备了一种具有固-固相变储能的木膜。通过傅里叶红外光谱测试、机械性能测试、X射线衍射、差示扫描量热法以及热失重测试分析了样品的结构与性能。结果表明,轻木基板浸渍AM和PEGDA后力学性能显著提升;PEGDA含量为2.5%(质量分数)时,木膜拉伸强度取得最大值2.85 MPa;断裂伸长率在0.5%(质量分数)时取得最大值6.06%;PEGDA含量为2.0%(质量分数)时,木膜结晶度取得最大值47.7%;木膜的相变潜热焓在PEGDA含量2.0%(质量分数)时,达最大值25.63 J/g;木膜具有各向异性导电性能,沿纤维方向(x方向)最大电导率为2.99 S/m,垂直纤维方向(y方向)最大电导率为2.01 S/m;木膜浸渍0.5 mol/L FeCl_3溶液比浸渍相同浓度NaCl和AlCl_3溶液的电导率高,浸渍NaCl、AlCl_3和FeCl_3后,沿纤维方向木膜的电导率最大值分别为0.01,0.02和2.99 S/m,垂直于纤维方向电导率最大分别为0.03,0.04和2.01 S/m。聚丙烯酰胺/聚乙二醇二丙烯酸酯(PAM/PEGDA)相变储能导电木膜有望作为新型木基环保导电薄膜材料应用于柔性电子可穿戴领域及绿色建筑材料。 相似文献
12.
针对传统水凝胶生成的聚合物网络通常为各向同性,存在机械强度差、刚度低等问题。本研究以巴沙木为原料,通过冰模板法和淬火法,在定向排列的脱木素纤维素骨架中构筑具有纤维取向的聚乙烯醇(PVA)微纳网络,构建用于高效吸附水中铜离子的高强度各向异性PVA木基水凝胶(PWH),结合扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、X射线衍射、电子万能力学试验机表征复合水凝胶的形态结构和性能。实验结果表明：脱木质素工艺可以增加木质纤维的结晶度,PVA成功复合后保留了木材各向异性纤维骨架,脱木质素2 h的水凝胶(PWH-2)综合性能最优;PWH-2在5%应变下循环压缩80次后,样品能量损耗仅为0.022 8 MPa/mm,高度保持率高达97.37%,具有优异的抗压强度和弹性;PWH-2定向排列的多孔结构有助于铜离子在其内部迁移,提高吸附性能,在25℃、pH 5、铜离子质量浓度40 mg/L的模拟废液中,对铜离子的吸附率可达77.27%,经4次循环利用对铜离子的吸附率仍可达40.11%。动力学和等温线研究结果表明,PWH-2吸附铜离子过程满足拟一级动力学模型,遵循Langmuir等温线模型。该研究为构建高效可持续吸附重金... 相似文献
13.
《林产化学与工业》2018,(3)
以双氯芬酸钠、环丙沙星、茶碱为模型药,研究了松香基聚丙烯酰胺水凝胶的药物释放性能及其释放动力学,结果显示:水凝胶的平衡溶胀率随着松香基交联剂FPA-PEG200-AC用量增加而减小,在pH值7.4磷酸缓冲溶液中最大(12 g/g),去离子水中次之,pH值1.4盐酸溶液中最小;FPA-PEG200-AC用量为0.020 g/mL时,水凝胶对药物负载率最大(10.7%~16.6%)。不同交联剂用量制备的水凝胶的药物释放性能研究结果显示:双氯芬酸钠释放主要集中在1 h内,在3 h内累计释放率基本达到最大值;环丙沙星释放缓慢,8 h后累计释放率达到最大,FPA-PEG200-AC添加量为0.025 g/mL制备的水凝胶对环丙沙星的累计释放率最大,约为99.7%,茶碱在pH值7.4磷酸缓冲液中最大累计释放率均可达到99%,比在pH值1.4盐酸溶液中的累计释放率高。水凝胶的释放动力学模型主要为Higuchi模型(r~2为0.873~0.999)和Korsmeyer-Peppas模型(r~2为0.887~0.999,扩散指数n0.5,为Fick扩散);当FPA-PEG200-AC用量为0.020、0.030 g/mL时,水凝胶对3种药物的释放机理均为Higuchi模型。 相似文献
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芦苇半纤维素基水凝胶的制备及对重金属离子的高效吸附 总被引：2，自引：0，他引：2
《林产化学与工业》2015,(4)
以芦苇半纤维素为基材,丙烯酸(AA)为单体,N,N,N',N'-四亚甲基乙二胺(MBA)为交联剂,通过自由基聚合法制备出水凝胶材料,采用FT-IR对其结构进行表征,并考察了AA和+MBA用量、pH值、吸附时间和金属离子初始质量浓度对水凝胶吸附Pd2、Cd2+和Zn2+性能的影响,同时探讨了水凝胶对金属离子的吸附动力学和吸附机制。结果表明,AA用量、MBA用量和pH值对水凝胶的吸附性能均有较大影响,水凝胶对金属离子的吸附量随着pH值的增加而增大,1.0 g半纤维素中添加0.1 g MBA,9 g AA制得的水凝胶可在60 min内达到吸附平衡,金属离子溶液初始质量浓度为200 mg/L,Pb2+溶液pH值5.5,Cd2+、Zn2+溶液pH值6.5时,对Pd2+、Cd2+和Zn2+的最大吸附量可达699、521和265 mg/g。水凝胶吸附金属离子过程属于离子交换机制,吸附行为符合动力学准二级模型和Langmuir方程,该水凝胶经过吸附-解吸8次循环后,对金属离子仍有较高的吸附效率,Pd2+、Cd2+和Zn2+的吸附量仍达616、479和243 mg/g,回收率分别为96.7%、97.1%和97.6%。 相似文献
16.
以松香基甲基丙烯酸缩水甘油酯(RGMA)和糠醛基单体甲基丙烯酸四氢糠基酯(THFMA)为硬单体，油脂基单体甲基丙烯酸月桂酯(LMA)为软单体，通过自由基聚合反应得到THFMA-10、THFMA-20和RGMA-20系列聚丙烯酸酯共聚物，并通过光固化反应制备半互穿交联网络光固化压敏胶。采用红外光谱(FT-IR)和凝胶渗透色谱(GPC)对光固化压敏胶进行结构表征，并对其热性能、紫外光吸收性能、力学性能和流变性能进行分析。研究结果表明：3种共聚物的数均相对分子质量(Mn)位于40 000～60 000之间，分散性指数(PDI)分布在2～3之间，Mn对压敏胶黏附性能的影响可忽略不计；FT-IR分析证明光固化压敏胶成功制备；DSC分析证明样品中半互穿网络结构与共聚物具有良好的相容性，以二缩三乙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)作交联剂，用量5%时，丙烯酸酯共聚物经交联光固化后弹性和内聚性均显著提高，相比于THFMA,由RGMA单体制得的压敏胶分子链的刚性更高；TG分析表明光固化后压敏胶的热稳定性明显提升。以RGMA为硬单体所制备的压敏胶的紫外光吸收性能优于T... 相似文献
17.
以纳米纤维素纤丝(NCFs)为原料,在四氯化锡的催化下与1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDGE)发生交联反应制备了多孔的纳米纤维素气凝胶,采用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、热重分析仪、X射线光电子能谱和全自动比表面积及物理吸附分析仪,对制备的纳米纤维素气凝胶的微观形貌、化学结构、晶型结构、热稳定性、表面元素及比表面积进行了表征,考察了纳米纤维素气凝胶的密度、溶剂吸收、形状恢复以及重复使用性能。结果表明:NCFs与BDGE发生了交联反应,制备的纳米纤维素气凝胶具有连续的多孔网络结构,其仍保持原来的纤维素I型结构,初始分解温度在300℃以上,m(BDGE)∶m(NCFs)为2∶1时,制备的气凝胶密度为0.020 2 mg/cm3,比表面积为25.6 m2/g,吸水倍数为36.5 g/g。气凝胶在水中5 s能迅速恢复其原来形状,在DMSO中20 s能恢复形状的90%,气凝胶重复使用5次,吸水倍数仍高达30.4 g/g。 相似文献
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20.
低密度纤维成形体制造方法及其工艺的研究 总被引：2，自引：0，他引：2
用常规热压法和微波热压法制造低密度纤维成形体,并对不同单体的低密度纤维成形体的产品性能进行比较、分析,探索出了较佳低密度纤维成形体的制造方法;通过正交试验,得出了低密度纤维成形体的最佳生产工艺。密度为0.2g/cm3的纤维成形体,其静曲强度和弹性模量分别可达0.5MPa和46.5MPa,吸水厚度膨胀率为5.1%,最大吸水量可达到本身重量的5倍。 相似文献