聚合物水凝胶的体积相变和相关空间图案的研究

摘要

我们的主要研究内容和结果如下:1、合成了pH敏感性的聚丙烯酸类水凝胶,研究了溶剂、离子强度、pH等对凝胶的影响.制备了温度敏感性的聚异丙基丙烯酰胺凝胶,利用自己搭制的控温装置测定了凝胶的温度依赖性.2、首次提出利用聚异丙基丙烯酰胺的温敏性实现聚丙烯酸凝胶在水中的一级体积相变的设想.将异丙基丙烯酰胺丙烯酸钠共聚,得到了同时具有pH敏感和温度敏感的凝胶,对上述设想进行了验证.3、利用装备有CCD的显微镜观察了凝胶体积变化过程中的图案.发现凝胶径向膨胀与轴向膨胀并不同步.首次发现并报道了凝胶收缩过程中形成的一种新pattern(命名为凝胶螺旋),就其形成机理进行了初步探讨.

目录

文摘

英文文摘

第一章水凝胶体积相变的基本知识

第一节水凝胶简介

第二节凝胶状态方程与体积相变

第三节体积相变动力学研究

第二章凝胶的体积相变

第一节引言

第二节凝胶制备和初步表征

一、试剂和凝胶制备

二、凝胶的初步表征

第三节聚电解质凝胶的体积相变

一、溶剂导致的体积变化

二、水介质中的体积变化

第四节非电解质凝胶的体积相变

第五节电解质/非电解质共聚凝胶

一、PH对凝胶温敏性的影响

二、温度对凝胶pH敏感性的影响

小结

第三章水凝胶体积变化过程中的图案生成

第一节引言

一、凝胶膨胀过程中的pattern

二、凝胶急剧收缩过程中的pattern

三、凝胶中的其它pattern

第二节干凝胶吸水膨胀中的pattern

一、实验条件

二、实验结果

三、讨论

第三节凝胶急剧收缩导致的pattern

一、实验条件

二、凝胶在丙酮中收缩导致的pattern

三、凝胶在水相中急剧收缩导致的pattern——凝胶螺旋

第四节凝胶螺旋的形成

一、凝胶螺旋的形成

二、凝胶螺旋的形成条件

三、讨论

四、凝胶螺旋的再膨胀

小结

第四章其它与凝胶相关的工作

第一节高力学性能凝胶的研究

第二节藻酸盐凝胶

一、吹塑法制备中空海藻酸钙凝胶

二、酸碱中和法制备中空海藻酸凝胶

小结

参考文献

致谢