γ射线辐照法制备基于聚(甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯)水凝胶功能材料

摘要

聚(甲基丙烯酸N,N二甲氨基乙酯)(PDMAEMA),由于其具有温度和pH双重敏感性,在药物释放、污水处理等方面具有潜在应用而受到了广泛的关注.近几年,课题组在PDMAEMA及其衍生物水凝胶的辐照合成、凝胶结构、溶胀行为及其应用等方面做了大量的研究,成功制备了多种基于DMAEMA的刺激响应性功能材料.本工作采用γ射线辐照技术,成功制备了性能优越的PDMAEMA凝胶.凝胶的溶胀动力学实验表明PDMAEMA水凝胶的溶胀度随时间的增长先增大后减小,表现出过溶胀行为.借助扫描电镜和红外光谱解析了凝胶的过溶胀行为机理.进一步,将不同链长的1-溴烷烃(1-CnH2n+1Br,n代表烷基链长,n=2,4,6,8,12)通过季胺化反应接到DMAEMA上,合成了一系列两亲性单体甲基丙烯酰氧乙基二甲基烷基溴化铵(MADAB).同样利用辐射技术合成了一系列PMADAB凝胶,优化了凝胶的合成条件,系统研究了不同疏水链长的PMADAB凝胶的溶胀动力学,温度、离子强度刺激响应性行为及机理.而后,将制备的PMADAB凝胶用于水中重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附,结果表明PMADAB(n＜8)凝胶是Cr(Ⅵ)的良好吸附剂,利用Langmuir吸附等温式计算得最大吸附量为147-210mg/g.利用FTIR和Χ射线光电子光谱(XPS)验证PMADAB(n＜8)凝胶对Cr(Ⅵ)的吸附为离子交换机理.