聚甲基丙烯酸水凝胶制备研究.pdf

第43卷 第4期 化 工 技 术 与 开 发 Vo1．43 No．4 2014年4月 TechnologyDevelopmentofChemicalIndustry Apr．2014 聚甲基丙烯酸水凝胶的制备研究 孟立山1,2，李书静 ，姚新建 (1．周 口师范学院化学化工学院，河南周 口466001；2．周13市安全生产应急救援指挥中心，河南 周31 466000) 摘 要：以甲基丙烯酸为原料，N，N’．亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，过硫酸钾为引发剂，自由基引发聚合制备聚 甲基丙烯酸水凝胶。研究了聚甲基丙烯酸水凝胶的溶胀率、保水率，讨论了交联剂、引发剂的用量以及pH、盐溶液 浓度对溶胀性能的影响。实验结果表明，当合成温度为70℃，pH=8，盐溶液浓度为0，交联剂、引发剂用量分别为 反应物质量的0．6％、1．0％时，制备出来的水凝胶的溶胀性能最好。 关键词：聚甲基丙烯酸；溶胀率；平衡溶胀率；水凝胶 中图分类号：TQ427．2 文献标识码：A 文章编号：1671．9905(2014)04-0022-03 水凝胶可以定义为介于固体与液体之间，在水 馏水的烧杯中浸泡纯化。将纯化后的水凝胶放进干 中溶胀并保持大量水分而又不溶解的三维网络或互 燥箱中干燥，干燥箱温度调为80~C。 穿网络的聚合物f1】。智能水凝胶表现在对pH、温度、 1-3 聚甲基丙烯酸水凝胶的溶胀率测定 光、溶剂组成、离子强度、压力电场等外界环境反应 取一块约0．5em 干燥过的水凝胶，称重。将其 敏感 2[-3]在药物控释、记忆元件开关、化工分离、生 浸泡在蒸馏水中溶胀一定时间，取出，用滤纸吸去其 物工程等领域具有 良好的应用与发展前景 4[-5]o所 表面的水，称其质量。用如下公式计算溶胀率( )： 以，智能水凝胶的研究备受人们的关注。本文以甲 艘 =(w 一ws)／w,×100％ 基丙烯酸为原料，研究了它在不同的pH，离子浓度， 其中， 为干胶质量， 为吸水后的质量。 以及交联剂、引发剂用量影响等相关性质。 2 结果与讨论 1实验部分 2．1聚甲基丙烯酸水凝胶溶胀动力学 1．1仪器与试剂 将制备的水凝胶切块，纯化、烘干后，测定水凝 甲基丙烯酸(化学纯，经减压蒸馏处理)，过硫酸 胶的溶胀动力学 ，结果如图l所示。实验表明，水 钾(分析纯，经重结晶处理)，N，N’亚甲基双丙烯酰 凝胶溶胀率随着时间的延长而增大。当放置32h后， 胺(化学纯 )。 溶胀率最大，达到溶胀平衡。这是由于高分子共聚 HH—s6恒温水浴锅，AL电子天平，恒温磁力搅 物中含有羧基，在较低温度下，高分子中羧基存在氢 拌器等。 键作用，导致整个高分子链相互缠绕，呈现出收缩状 1．2 聚 甲基丙烯酸水凝胶的制备 态。随着时间的延长 ，氢键破坏得越多，使得缠绕 取一定量的甲基丙烯酸、N，N’一亚 甲基双丙烯 的高分子链逐渐打开，因而随时间的延长溶胀率也 酰胺、蒸馏水于烧杯中混合均匀，放人一定温度的恒 逐渐增大。 温水浴锅中，加热。取一定量过硫酸钾，加入混合溶 2．2 交联剂量对聚甲基丙烯酸水凝胶的影响 液中，混合均匀后，倒人干净的试管中，向试管通氮 制备6份交联剂量不同，其它物质用量和反应 气后，将试管口用保鲜膜封好，恒温水浴加热，得无