PVA_PAA热交联水凝胶纤维的制备及pH敏感性能的研究

PVA_PAA热交联水凝胶纤维的制备及pH敏感性能的研究PVA_PAA热交联水凝胶纤维的制备及pH敏感性能的研究 PVA,PAA热交联水凝胶纤维的制备及pH敏感性能的费建奇顾利霞? (东华大学纤维改性国家重点实验室，上海，200051) 研究目前聚乙烯醇,聚丙烯酸(PvA,P从)水凝胶有以下几种制各方法:PVA,PAA共混水溶反复冷冻一解冻制备物理交联凝胶;在PVA溶液中交联聚合AA单体，然后再交联液 PVA制各 pH和温度敏感性互穿网络(IPN)水凝胶。PvA,P从溶液共混、脱水、热处理制 pH敏感性水凝胶。本文采用过硫酸胺(APS)为引发剂，在PVA水...

PVA_PAA热交联水凝胶纤维的制备及pH敏感性能的研究 PVA,PAA热交联水凝胶纤维的制备及pH敏感性能的费建奇顾利霞? (东华大学纤维改性国家重点实验室，上海，200051) 研究目前聚乙烯醇,聚丙烯酸(PvA,P从)水凝胶有以下几种制各方法 :PVA,PAA共混水溶反复冷冻一解冻制备物理交联凝胶;在PVA溶液中交联聚合AA单体，然后再交联液 PVA制各 pH和温度敏感性互穿网络(IPN)水凝胶。PvA,P从溶液共混、脱水、热处理制 pH敏感性水凝胶。本文采用过硫酸胺(APS)为引发剂，在PVA水溶液中原位自由基聚各 (AA) 单体，得到PvA,P从混合水溶液(采用硫酸胺凝固浴湿法纺丝制备了PvA,P合丙烯酸从水凝胶纤维，将纤维真空热处理得到热交联PvA,PAA水凝胶纤维;该纤维在环境电解 DH敏感行为:溶胀度随凝胶网络中PAA含量的增加而增大(图一1)，质水溶液中呈现出随着pH的增加，凝胶的溶胀度出现膨胀突变点(并在phi2(0左右出现最大值，之后随着pH的增加纤维溶胀度呈下降趋势。在酸性条件下，凝胶网络中聚羧基处于未电离态，网络构像处于塌缩状态，因而纤维的溶胀度低:溶液的pH大于聚羧基的p臣时，聚羧基离解，网络中聚阴离子之间静电斥力增加(当克服凝胶网络的弹性限制后，溶胀行为发生突变，现象上类似于凝胶的相转变行为，同时随着DH的增加，溶液中离子强度也进一步增加，对聚阴离子的静电屏蔽效应逐渐增加，两种作用的结果导致纤维的溶胀度达到一最大值:随着pH的进一步增加，静电屏蔽效应使得凝胶网络中聚阴离子之间静电斥力下降，凝胶的溶胀度下降。PM含量越高，pH(敏感性越强(同时由于PVA含量较低，凝胶的网络弹性较低(膨胀突变点对应的pH越低。增加热处理时间，凝胶纤维的溶胀度降低，凝胶溶胀突变点对应的pH越高(图一2)，在纤维热处理过程中，聚羧基之间发生分子间和分子内脱水产生酸酐化反应，增这是由于子之间的交联，降低了凝胶纤维的亲水性，同时羧基和羟基之间也发生酯化反加了大分的网络弹性，降低凝胶的亲水性。导致凝胶纤维的溶胀度降低。增加热处理时应(增加凝胶的溶胀行为和延长热处理时间的效果相似(图一3)，热处理温度越高(上述反间(凝胶纤维应程度越深，因而凝胶纤维的溶胀度也越低。水凝胶纤维的动态溶胀行为表明应越强烈，反 (图一4)，凝胶纤维具有良好的动态可逆响应性能。其收缩速度远大于溶胀速度，这是由于在收缩过程中( 国 llll j一{一翟一(一毋了，((j_j”m} -l} H『黧柑}= (，(((((。彩一- 卧(m畦蕾善‰蝴 ,一;‰蝴 1，E-maih „通讯联系人:费建奇(末华大学材料学院(邮编:20005 jj卸qi任j@263(n瞪 „17l 竺苎竺广，，卜囝 ( (、』?( ? ((((( —?叫J1，叫?葶-J1丑 —-(:【 ((0，: [一(:“【_ 一J一觥些 Jl。??;:兰,蜀嗣矧盈盛鼎翻裂鼙燮0 ?40??锄邙NO协?(。一一譬“一一 :_J一 Trre((iri 膨墓一阻3热翅埴蚵捕畸H酾牲的l绚日‰水糊崔圣啪功自蝴?能 H进入离子化的凝胶中和荷负电的羧基，在溶胀、离子化的内部凝胶周围形成了中性层。H„很容易进入中性层内部，Na也容易扩散出中性层。而溶胀过程中，oH必须迁移进入中性凝胶，在中性内部凝胶周围形成离子化层，在溶胀的凝胶离子化层中形成的Donnan一电位阻止这一移过程，表现为凝胶的溶胀速度较收缩速度慢。迁关键词:热交联，PVA,PAA水凝胶纤维，pH敏感性 PVA，PAA LlNKING THERMO-CROSS PREPARATION ANDHYDROGEL FIBER: IN BEHAVIORS pH—SENSITIVE ELECTROLyTE SOLUTION FEI GU Lixia Jianqi Labof State (The Key Material(DongHua University(ShangHai，200051，China) the APS as monomer was in situ in PVA solution initiator,AA and then Using polymerized aqueous PVA,PAA fiber was the solution in ammOnium prepared blending su怕te by wet-spinning hydrogel saturated solution(And was then the PVNPAA fiber themlO-crosslinking aqueous hydrogel the above fiber in behaviors in vacuum The exhibited fibers prepared by heating hydrogel pH—sensitive environmenl PAA network，the within pH-sensitive the content electrolyte solution(Increasing hydrogel when of the fiber There increased was a point pH appeared varying hydrogel properties swelling iump than the the and the solu“on the value was groups pK(of polycarboxlyic pH jump point pH great larger the value PAA the fower the content And temperature higher jump point Increasing heanng pH 0f the values fibers ，the decreased and the moved loward swelling and hydrogei jump point pH time jn acid solution is faster lhan Ihe of much values(The fiber?s the contraction speed speed high pH swelling fibers in basic solution The reversible fiber exhibited a behaviorgood Oscillatory Swelling,Contracting pH-responsive sensitivefibec Key words:thermo-crosslinking(PVNPAA hydrogel pH 6179

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