泡沫聚合法制备超大多孔水凝胶-消泡剂.PDF

高 分 子 通 报 2008年 12月 泡沫聚合法制备超大多孔水凝胶 柯爱茹 ，林松柏 ¨，袁丛辉 ，欧阳娜 ，刘 博 ，全志龙 (1．华侨大学 材料科学与工程学院，泉州 362021；2．黎明职业大学，泉州 362000) 摘要 ：采用泡沫体系分散聚合法 ，过硫酸铵 (APS)及 Ⅳ，Ⅳ，?v，， ．四甲基 乙二胺 (TMEDA)为氧化还原引发 体系，Ⅳ，Ⅳ一亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂 ，碳酸钠为发泡剂 ，聚氧化乙烯 一氧化丙稀(PF127)为泡沫稳定 剂 ，用羧 甲基纤维素钠 (CMC)接枝丙烯酸 (AA)和 2．丙烯酰胺基一2一甲基丙磺酸 (AMPS)合成 了CMC—g一(AA—CO— AMPs)超大多孔水凝胶。通过 FnR、SEM表征 ，表明材料是具有超大多孔结构的CMC．g．(AA．CO．AMPS)水凝胶。 对各影响因素的研究表明，在m(CMC)：m(AA)：m(AMPs)为 1：4：1，W(APS)为 0．8％[其中 m(APS)：m(TMEDA) = 2：1]，W(Na2CO)=65％，(PF127)=O．2％，温度为 65~C时，制得的凝胶吸蒸馏水倍率可达 1281g／g，吸O．9％ 盐水倍率达 143g／g，10rain时已基本达到溶胀平衡 。 关键词 ：泡沫体系分散聚合法 ；超大多孔结构 ；快速溶胀 ；水凝胶 水凝胶是一种具有交联网络结构，能吸收并保留大量水，但是不溶于水的亲水聚合物材料。除了应 用于卫生、农业 、园艺等领域 ，近年来在药物的可控载送与释放，人工造雪等领域也有 了新的应用。通常 报道水凝胶的吸水能力都很强 ，但其在粉末状态下达到溶胀平衡仍需数小时甚至几天 ，这给其应用带来 了很多的局限。为此 ，研究者们做了许多的尝试u ，其中包括向凝胶 中引入多孔结构 ，孔与孔之间相互 串连贯通形成毛细通道，可使凝胶在几分钟内达到溶胀平衡。制备多孔凝胶的方法主要有相分离技术、 模板法、致孔剂法、冷冻干燥法及发泡技术等。发泡技术即泡沫体系分散聚合(简称泡沫聚合)法是利用 气体将聚合体系分隔成无数细小的泡沫 ，使聚合体系组分转化为泡沫液膜和连接多个液膜的 “多面边界 液胞”，反应单体在形成的特殊分散相中进行聚合的方法 ，主要包括体系凝胶化和泡沫化两个过程 。与其 它方法相 比，发泡法制备 的凝胶孔径为几十甚至几百微米 ，远大于微孔凝胶 (10nm～lOOnm)和大孔 (100nm～lOp．m)凝胶的范畴 ，称之为超大多孔水凝胶 (superporoushydrogel，SPH)。SPH的孔洞在干燥后 仍可保持相互连接 ，在毛细管力的作用下，具有很快的溶胀速率 ，避免了将产物磨成细粉以达到提高溶胀 速率的 目的。目前这个方法的应用 ，国外的报道较多，而国内还少有出现H 。发泡剂具有产生泡沫的 功能，是发泡聚合工艺的关键组分，目前大多采用碳酸氢钠 一酸发泡体系。但本实验 中发现碳酸氢钠 的 分解速度较快，反应较难控制。本文 以碳酸钠 一酸为发泡体系 ，用泡沫聚合法制备 出了CMC．g．(AA．CO． AMPS)超大多孔水凝胶 ，通过调节各种反应条件对体系凝胶化及泡沫化过程的影响，在得到高溶胀 率的同时提高了其溶胀速率。 1 实验 1．1 ·药品 基金项 目：福建省 自然科学基金资助项 目(E0510024)、福建省青年创新项 目(2006F3081)、泉州市技术研究与开发项 目 (2007G11)； 作者简介 ：柯爱茹(1984一)，女，硕士研究生 ，主要从事功能高分子材料方面的研究。TelE—mail：vickyke@hqu． edu．cn． 第 12期 高 分 子 通 报 羧甲基纤维素钠(CMC)，CP，广东汕头市西拢化工厂；2一丙烯酰胺基．2．甲基丙磺酸(AMPS)，CP，山东 寿光联盟精细化工有限公司；丙烯酸 (AA)，CP，国药集 团化学试剂有限公司；Ⅳ，Ⅳ，Ⅳ ，Ⅳ．四甲基乙二胺 (TMEDA)，CP，国药集 团化学试剂有限公司；过硫酸铵(APS)，CP，上海桃浦化工厂；Ⅳ，Ⅳ．亚 甲基双丙烯 酰胺 (MBA)，CP，曹杨第二 中学化工厂 ；碳酸钠，cP，广东汕头市西拢化工厂 ；聚氧化 乙烯．氧化丙稀 (Pr127)，工业级