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聚乙烯醇水凝胶的制备及性能研究

聚乙烯醇水凝胶的制备及性能研究
聚乙烯醇水凝胶的制备及性能研究

抗菌敷料用淀粉一聚乙烯醇水凝胶的制备及性能研究

摘要

皮肤在受到损伤时容易造成体液流失和伤口感染,需要采用敷料对创面加以覆盖,

保护伤口,促进其愈合。水凝胶敷料是一类性能优良的新型创面敷料,它能够吸收创面渗液,提供有利于伤口愈合的湿润环境,更换时不会带来二次损伤等,但在抗菌功能方面有待加强。

本文以淀粉和聚乙烯醇两种生物相容性良好的高分子为基体,采用分子键合的技术

将一种高效、广谱的肌盐低聚物抗菌剂聚六亚甲基盐酸肌(PHMG)接枝到淀粉大分子上,通过化学交联的方法合成了一种具有长效抗菌性能的水凝胶,并测试了其各项相关性

育旨。

首先,通过熔融聚合的方法合成了PHMG,电喷雾离子飞行时间质谱分析显示,缩

聚产物中线型结构的分子占大部分,这为PHMG的接枝反应提供了基础。最低抑菌浓

度和溶血活性测试结果表明,PHMG具有较高的抑菌活性,同时对人体安全低毒,可以用于医用敷料的抗菌。

然后,分别以环氧氯丙烷和乙二醇二缩水甘油醚为键合剂,考察了反应时间、温度、

pH值对PHMG接枝效率的影响。实验结果表明,以乙二醇二缩水甘油醚为键合剂得到

的PHMG接枝效率较高,当反应时间为2h,反应温度为70OC,pH值为H时,接枝效率达到49.73%。

最后,将淀粉接枝PHMG产物加入到马铃薯淀粉与聚乙烯醇的混合物中,考察了

交联剂种类及用量、原料配比、反应时间、反应温度、pH值对水凝胶溶胀性能及脱水

性能的影响,发现PV A的加入有利于提高凝胶的强度,但是同时也降低了水凝胶的二

次溶胀率,加快了水凝胶的脱水速率,以环氧氯丙烷为交联剂制备的水凝胶具有较高的二次溶胀率,另外反应时间、温度及pH值对水凝胶的溶胀性能均有不同的影响。水凝

胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均显示出了较高的抑菌活性,振荡瓶法结果表明,当水凝胶中PHMG的含量为 1.0%时,40min内对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均能

达到100%,水凝胶抗菌性能优良。

醇解法制备聚乙烯醇

醇解法制备聚乙烯醇

第一章产品简介 (6) 1.1 产品的性质 (6) 1.2 产品的应用 (7) 第二章原料规格及性质 (9) 2.1 原料规格 (8) 2.2 原料性质 (9) 第三章合成原理及工艺路线 (10) 第四章流程图 (12) 4.1 生产设备 (12) 4.2 工艺流程 (12) 第五章操作步骤及工艺参数 (13) 5.1 操作步骤 (15) 第六章产品规格及标准 (17) 第七章消耗定额及成本核算 (18) 7.1 工程投资 (18) 7.2 生产投资 (18) 7.3 年利润核算 (18) 第八章参考文献 (19) 附图说明 (20)

1.1 产品的性质 聚乙烯醇是以乙烯法生产的醋酸乙烯为原料,经溶液聚合、无水低碱醇解得。聚乙烯醇(PV A)其充填密度约0.20~0.48g/cm3,折射率为1.51~1.53。聚乙烯醇的熔点难于直接测定,因为它在空气中的分解温度低于熔融温度。用间接法测得其熔点在230℃左右。聚乙烯醇的玻璃化温度约80℃。玻璃化温度除与测定条件有关外,也与其结构有关。聚乙烯醇工艺具有物耗低、能耗低、污染小的特点,是一种环保型产品,聚乙烯醇主要有完主醇解型和部分醇解型两大类。聚乙烯醇的端基较复杂,除了羟基外,还有羧基、羰基和二甲基乙氰基等。这些基团表现了复杂的行为。它们除了影响到维尼维纤维的着色、染色性能、吸湿性能,并促使聚乙烯醇溶解部分的增加。根据羟基空间分布的位臵,可分为全同结构聚乙烯醇(I-PV A)、间位结构聚乙烯醇(S-PV A)和无规结构聚乙烯醇(A-PV A)。 聚乙烯醇的一般性质:1) 外观:白色或微黄色片状、颗粒状固体。2) 填充比重:0.4~0.5g/ml 3) 水溶性:本品在冷水中仅溶胀,随水温的升高而逐渐溶解,在搅拌情况下至95℃能迅速溶解。在热水中的最高浓度达16%左右。其水溶液具有良好的成膜性和粘接性。4) 耐化学药品性:本品耐弱酸、弱碱及有机溶剂,耐油性极好。5) 热稳定性:在40℃以下没有显著变色,至160℃时颜色逐渐变深,超过220℃开始分解,生成水、乙酸、乙醛等。6) 贮存稳定性:本品贮存稳定性良好,长期贮存不发霉,不变质。但其水溶液长期贮存时,需加一定的防霉剂,如FF02等。而且由于聚乙烯醇主链大分子上有大量仲羟基,在化学性质方面有许多与纤维素相似之处。聚乙烯醇可与多种酸、酸酐、酰氯等作用,生成相应的聚乙烯醇的酯。但其反应能力低于一般低分子醇类。聚乙烯醇的醚化反应较酯化反应容易进行。醚化反应后,聚乙烯醇分子间作用力有所减弱,制品的强度、软化点和亲水性等都有所降低。在聚乙烯醇水溶液

聚乙烯醇水凝胶的制备方法及设备

1.实验 1.1试剂和仪器 (1)仪器:Alpha-Centau“FT.IR型红外光谱仪 (日本岛津),S540—SEM型扫描电镜(日本日立),热 分析(DT A_TG)(Du Pont 1090B型热分析仪),紫 外一可见光谱仪(日本日立)UV-3400紫外可见分光光度计,PH孓3C型精密pH计(上海精密科学有限 公司)。 (2)试剂:壳聚糖(CS)(浙江玉环县化工厂,分 子量:1.5×105,脱乙酰度:93%),聚乙烯醇(PVA) (佛山市化工实验厂,日本进口分装,Mw一1.o× 105),冰乙酸(分析纯),甲醛(37%,分析纯),盐酸 (分析纯),氢氧化钠(分析纯)。 1.2水凝胶的制备及其溶胀性能测试 1.2.1水凝胶的制备 取50mL圆底烧瓶,向其中加入o.5 g CS、 15mL二次水和2mL冰乙酸(3 m01/L),搅拌均匀 后,再加入o.39 PVA,搅拌混合均匀,然后抽真空, 向其中加入2mL甲醛(37%),室温反应24h;成胶 后,取出,切成1mm3左右的颗粒,用二次水浸泡,每 天换1次水,1周后取出;真空干燥,最后置于干燥 器中备用。

2. 实验 1.1 实验样品的制备 1.1.1 银溶胶的制备 将0.001mol/L的单宁酸和0.1mol/L的Naz COs溶液加热 至6O℃并搅拌,逐滴滴加0,001mol/L的AgNO3。当混合物颜 色逐渐加深至橙红色时,形成稳定的银溶胶。反应的关键是控 制AgNOa溶液的滴加速度和加入量。其反应机理l1]为: 6 AgNOs+ 6H52046+ 3 Na2C03— 6Ag +C76H52049+6 NaNO3+3 0 1.1.2 Ag/聚乙烯醇复合水凝胶的制备 制备浓度为1O%的PVA溶胶,将新制备的银溶胶在搅拌 的条件下加入PVA溶胶中,其混合液在室温下静置5min后倒 入模具中,放入THCD-04低温恒温槽中,采用冷冻一解冻法使之 结晶成型。每个循环的冷冻一解冻工艺见图1。按此做7个循环 制得样品,即得到Ag/PVA水凝胶。同理可制得Ag 浓度为 O%、0.125%、0.25 、0.5% (即Ag 占PVA的质量百分比 为:O%、1.25%、2.5 和5 )的Ag/PVA复合水凝胶。将样品制成哑铃形,测试区宽度约4mm,厚度约lmm(每个样品在测试前用千分尺精确测定其宽度和厚度)。每个样品裁5个样条,结果取平均值。2.1 Ag/PVA复合水凝胶的制备 微粒由于比表面积很大和表面不饱和键较多,具有很高的 表面能,所以极易团聚_3]。如果金属微粒发生团聚,则其光、电、

水凝胶的研究进展

水凝胶的研究进展 俊机哥哥07 (广西师范学院化学与生命科学学院09高分班) 摘要:本文对水凝胶的制备方法、性质及其应用进行了简单的介绍。关于水凝胶的制备,我们在文章的介绍了三种方法:单体聚合并交联、聚合物交联、载体的接枝共聚。 关键字: 水凝胶制备性质应用生物医学 前言 水凝胶这个词最早出现于1960年,当时是由捷克的Wicherle和Lim研制的聚强乙基丙烯酸甲酯。它本身是硬的高聚物,但它吸收水分后就变成具有弹性的凝胶,故称水凝胶。水凝胶是一类具有三维网络结构的聚合物,在水中能够吸收大量水分而溶胀,并在溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。水凝胶可由不同的亲水单体和疏水单体聚合而成。由于其具有三维网络结构,故相对分子质量很高,其交联网络结构主要由化学键、氢键或范德华力等组成。溶胀时溶液可以扩散进入交联键之间的空间内,交联密度越大,三维网络间的空问就越小,水凝胶在溶胀时吸收的水分也就越少。由于水凝胶表面不易粘附蛋白质和细胞,故在与血液、体液及人体组织相接触时会表现出良好的生物相容性;另外,水凝胶由于含有大量的水分而非常柔软,并且类似于生物体组织,故作为人体植入物可以减少不良反应。因此,水凝胶被作为优良的生物医学材料得到广泛应用2。例如,PVP水凝胶可作为眼科手术中黏弹物质及人工玻璃体材料。PVA水凝胶可用于关节重建、人工软骨、人工喉及人工玻璃体。PVA 是第一个被广泛使用在移植方面的水凝胶。水凝胶已被用做鼻子、面部、缺唇修补、替

代耳鼓膜等方面。水凝胶用做人工软骨、腱以及主动脉接枝不久将被商业化。另外,水凝胶在日用品,工业用品,农业、土建等领域也有广泛应用。 1 水凝胶的制备 1. 1 单体聚合并交联 合成水凝胶的单体很多,大致分为中性、酸性、碱性3 种,表1 列出了部分单体及交联剂。 表1 水凝胶制备中常用的单体和交联剂 水凝胶可以由一种或多种单体采用电离辐射、紫外照射或化学引发聚合并交联而得。一般来说,在形成水凝胶过程中需要加入少量的交联剂。Nogaoka[12 ]及本文作者[13 ]等在不使用交联剂的情况下通过辐射引发使单体在水溶液中交联合成聚N2异丙基丙烯酰胺(polyNI2PAAm) 水凝胶,这种方法操作简单,交联度可通过改变单体浓度及辐射条件来控制,无任何添加成分,不会污染产品,可以一步完成产品的制备及消毒。与传统方法

水溶性高分子聚乙烯醇的制备及其应用

水溶性高分子聚乙烯醇的制备及其应用 * 中山大学化学与化学工程学院应用化学广州 510275 摘要:本实验采用溶液聚合法,以AIBN作为引发剂合成聚乙酸乙烯酯,然后用NaOH的甲醇溶液进行醇解,得到聚乙烯醇5.527 g,产率54.0%,之后利用红外对聚乙酸乙烯酯与聚乙烯醇进行表征。之后利用聚乙 烯醇的缩醛化反应制备胶水,利用聚乙烯醇的性质制备面膜。 关键词:水溶性高分子聚乙烯醇聚乙酸乙烯酯红外光谱法 1.引言 水溶性高分子化合物又称水溶性树脂或水溶性聚合物,是一种亲水性的高分子材料,在水中能溶胀而形成溶液或分散液。1924年,德国化学家WO. Hermann和WW. Haehel首次将碱液加入到聚乙酸乙烯酯的甲醇溶液中,得到聚乙烯醇(PV A)。聚乙烯醇为白色絮状固体或片状固体,无毒无味,是使用最广泛的合成水溶性高分子,具有优良的力学性能和可调节的表面活性。PV A具有多羟基强氢键,以及单一的-C-C-单键结构,这样的结构不但使PV A具有亲水性,还有黏合性、成膜性、分散性、润滑性、增稠性等良好性能。 PV A的制备首先由乙酸乙烯酯聚合成聚乙酸乙烯酯,然后将其醇解生成PV A,其反应式如下: PVA的结构可以看成是交替相隔的碳原子上带有羟基的多元醇,因此,其发生的反应为多元醇反应,如醚化、酯化、缩醛化。聚乙烯醇和羰基化合物反应可得到缩醛化合物。本实验利用聚乙烯醇和甲醛反应,生产聚乙烯醇缩甲醛,作为胶水使用。 2.实验过程 2.1 实验仪器 三颈瓶,回流冷凝管,水浴锅,蒸汽蒸馏装置,滴液漏斗,pH试纸,培养皿,抽滤装置,滤纸,真空烘箱。2.2 实验试剂 偶氮二异丁腈(AIBN),甲醇,乙酸乙烯酯,NaOH,聚乙烯醇,甲酸,40%甲醛水溶液,盐酸,羧甲基纤维素,丙二醇,乙醇。 2.3 实验步骤

水凝胶的应用和研究进展

水凝胶的应用和研究进展 摘要:水凝胶是一类具有广泛应用前景的高分子材料,本文主要叙述了水凝胶在生物医学、记忆元件开关、生物酶的固定、农业中的保水抗旱等领域的应用及研究进展,简要介绍了水凝胶在国内外研究状况,最后对其发展趋势作了展望。关键词:高分子材料;水凝胶;应用;进展 前言 水凝胶可定义为在水中能够溶胀并保持大量水分而又不能溶解的交联聚合物。分子能够在水凝胶中扩散。水凝胶的网络结构如图1所示。水凝胶具有良好的生物相容性,它能够感知外界刺激的微小变化,如温度、pH值、离子强度、电场、磁场等,并能够对刺激发生敏感性的响应,常通过体积的溶胀或收缩来实现。水凝胶的这一特点使它在生物医学领域、记忆元件开关、生物酶的固定、农业中的保水抗旱等方面有广泛的应用前景[1]。 图一,水凝胶的三维网络结构和扫描电镜图片 水凝胶有各种分类方法,根据水凝胶网络键合的不同,可分为物理凝胶和化学凝胶。物理凝胶是通过物理作用力如静电作用、氢键、链的缠绕等形成的,这种凝胶是非永久性的,通过加热凝胶可转变为溶液,所以也被称为假凝胶或热可逆凝胶。许多天然高分子在常温下呈稳定的凝胶态,如k2型角叉菜胶、琼脂等[2];在合成聚合物中,聚乙烯醇(PVA)是一典型的例子,经过冰和融化处理,可得到在60℃以下稳定的水凝胶[3]。化学凝胶是由化学键交联形成的三维网络聚合物,是永久性的,又称为真凝胶。 根据水凝胶大小形状的不同,有宏观凝胶与微观凝胶(微球)之分,根据形状的不同宏观凝胶又可分为柱状、多孔海绵状、纤维状、膜状、球状等,目前制备的微球有微米级及纳米级之分。根据水凝胶对外界刺激的响应情况可分为传统

的水凝胶和环境敏感的水凝胶两大类。传统的水凝胶对环境的变化如温度或pH 等的变化不敏感,而环境敏感的水凝胶[4,5]是指自身能感知外界环境(如温度、pH、光、电、压力等)微小的变化或刺激,并能产生相应的物理结构和化学性质变化甚至突变的一类高分子凝胶。此类凝胶的突出特点是在对环境的响应过程中其溶胀行为有显著的变化,利用这种刺激响应特性可将其用做传感器、控释开关等,这是1985年以来研究者最感兴趣的课题之一。 根据合成材料的不同,水凝胶又分为合成高分子水凝胶和天然高分子水凝胶。天然高分子由于具有更好的生物相容性、对环境的敏感性以及丰富的来源、低廉的价格,因而正在引起越来越多学者的重视。但是天然高分子材料稳定性较差,易降解,近几年不少学者开始了天然高分子与合成高分子共混合成水凝胶的研究工作[6,7],这将是今后的一大重要课题。 1 聚合物交联 从聚合物出发制备水凝胶有物理交联和化学交联两种。物理交联通过物理作用力如静电作用、离子相互作用、氢键、链的缠绕等形成。化学交联是在聚合物水溶液中添加交联剂,如在PVA水溶液中加入戊二醛可发生醇醛缩合反应从而使PVA交联成网络聚合物水凝胶。从聚合物出发合成水凝胶的最好方法是辐射交联法,所谓辐射交联是指辐照聚合物使主链线性分子之间通过化学键相连接。许多水溶性聚合物可通过辐射法制备水凝胶[9],如PVA、polyNI2PAAm、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酸(PAAc)、聚丙烯酰胺(PAAm)、聚氧乙烯(PEO)、聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)等。采用辐射法合成水凝胶无须添加引发剂,产物更纯净。 2 水凝胶的性质研究 2.1 溶胀-收缩行为 吸水溶胀是水凝胶的一个重要特征。在溶胀过程中,一方面水溶剂力图渗入高聚物内使其体积膨胀,另一方面由于交联聚合物体积膨胀,导致网络分子链向三维空间伸展,分子网络受到应力产生弹性收缩能而使分子网络收缩。当这两种相反的倾向相互抗衡时,达到了溶胀平衡。 2.2 力学性能 水凝胶不仅要求具有良好的溶胀性能,而且应具有理想的力学强度,以满足

聚乙烯醇

聚乙烯醇的合成与应用 08206020222 08高分子<2>班吴家彬 【摘要】本文介绍聚乙烯醇的基本性质以及合成和应用,从不同方面说明聚乙烯醇的制备方法,同时介绍聚乙烯醇在工业以及生活上的应用和发展前景。【关键字】聚乙烯醇制备前景 聚乙烯醇,英文名称: polyvinyl alcohol,vinylalcohol polymer,poval,简称PVA 有机化合物,白色片状、絮状或粉末状固体,无味。溶于水,不溶于汽油、煤油、植物油、苯、甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙二醇等。微溶于二甲基亚砜。聚乙烯醇是重要的化工原料,用于制造聚乙烯醇缩醛、耐汽油管道和维尼纶合成纤维、织物处理剂、乳化剂、纸张涂层、粘合剂等。 聚乙烯醇的制备方法 聚乙烯醇的制备方法原料路线聚乙烯醇是由醋酸乙烯(VAc)经聚合醇解而制成,生产 PVA 通常有两种原料路线,一种是以乙烯为原料制备醋酸乙烯,再制得聚乙烯醇;另外一种是以乙炔 (分为电石乙炔和天然气乙炔)为原料制备醋酸乙烯,再制得聚乙烯醇。 ( 1)乙烯直接合成法)石油裂解乙烯直接合成法。目前,国际上生产聚乙烯醇的工艺路线以乙烯法占主导地位,其数量约占总生产能力的 72%。美国已完成了乙炔法向乙烯法的转变,日本的乙烯法也占 70%以上,而中国的生产企业只有两家为乙烯法。其工艺流程包括:乙烯的获取及醋酸乙烯(VAc)合成、精馏、聚合、聚醋酸乙烯(PVAc)醇解、醋酸和甲醇回收五个工序。石油乙烯法的工艺特点:生产规模较乙炔法大,产品质量好,设备易于维护、管理和清洗、热利用率高,能量节约明显,生产成本较乙炔法低 30%以上。 (2)电石乙炔合成法)电石乙炔合成法,最早实现工业化生产,其工艺特点是操作比较简单、产率高、副产物易于分离,因而国内至今仍有 1O 家工厂沿用此法生产,且大部分应用高碱法生产聚乙烯醇。但由于乙炔高碱法工艺路线产品能耗高、质量差、成本高,生产过程产生的杂质污染环境亦较为严重,缺乏市场竞争力,属逐渐淘汰工艺。国外先进国家早于 20 世纪 7O 年代已全部用低碱法生产工艺。 (3)天然气乙炔合成法)天然气乙炔为原料的 Borden 法,不但技术成熟,

水凝胶的制备及其研究进展

水凝胶的制备及其应用进展 摘要水凝胶是一类具有广泛应用的聚合物材料,它在水中能够吸收大量水分而溶胀,并在溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。由于其特殊的结构和性能,水凝胶自人们发现以来,一直被人们广为研究。本文综述了近些年国内外在水凝胶制备和在生物医药、环境保护等方面的一些研究进展,并对水凝胶的应用前景做了一些展望。 关键词水凝胶药物释放壳聚糖染料吸附 凝胶按照分散相介质的不同而分为水凝胶(hydro-gel)、醇凝胶(alcogel)和气凝胶(aerogel)等。水凝胶的分散相介质是水,它是由水溶性分子经过交联后形成的,能够在水中溶胀并且保持大量水分而不溶解的胶态物质。它在水中能够吸收大量的水分显著溶胀,并在显著溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。[1]正因为水凝胶的这种特性,水凝胶能够对外界环境,如温度、pH、电场、磁场等条件变化做出响应。近年来,对水凝胶的研究逐渐深入。水凝胶的应用也越来越广泛,不仅在载药缓释、环境保护方面有很大用途,而且在喷墨打印等方面也有越来越大的作用。 一、水凝胶的制备 (一)PVA水凝胶的制备 上世纪50年代,日本科学家曾根康夫最早注意到聚乙烯醇(PVA)水溶液的凝胶化现象。由于PVA水凝胶除了具备一般水凝胶的性能外,具有毒性低、机械性能优良(高弹性模量和高机械强度)、高吸水量和生物相容性好等优点,因而倍受青睐。PVA水凝胶在生物医学和工业方面的用途非常广泛[2]。 龚桂胜,钟玉鹏[3]等人利用冷冻-解冻法制备了不同类型高浓度聚乙烯醇(PVA)水凝胶,研究了PVA水凝胶的溶胀率、拉伸强度和流变特性。他们发现不同类型的高浓度 PVA 水凝胶的力学性能相差较大,高分子量的 PVA 水凝胶的拉伸强度较低;这与低浓度的水凝胶相反。徐冰函[4]首先制备PVA水凝胶,再以PVA 水凝胶作为载体利用反复冷冻的方法成功制备含有二甲基砜的PVA水凝胶。实验制备的MSM/PVA水凝胶具有优良的理化性能,并且可以用于人工敷料的制备。同时研究发现,二甲基矾在PVA水凝胶内缓慢释放,24h后释放量可达55%以上。体外细胞实验证明MSM/PVA水凝胶对细胞无毒副作用,对细胞增殖具有促进作用,其中以1%MSM用VA对细胞的增殖能力最强。

智能复合水凝胶材料研究进展

智能复合水凝胶材料研究进展 综述了近年来以无机增韧相(石墨烯、金、粘土和二氧化硅)和生物质增强相(纤维素和木质素)为基的智能水凝胶复合材料的研究进展;概括了其在增韧增强的同时带来的新功能,并对智能水凝胶复合材料的应用前景进行了展望。 标签:智能复合水凝胶材料;无机物;生物质;应用 智能水凝胶是能够对外界环境(如温度、pH、电场、光、磁场、特定生物分子等)微小的变化或刺激有显著响应的三维网络结构的亲水性聚合物。基于水凝胶的三维网络结构和环境敏感性,智能水凝胶广泛应用于记忆材料[1]、药物缓释[2~4]、敷料、组织工程[5]、智能纺丝、化学机械器件、物质分离、酶的固载等领域。由于水凝胶网络中缺少有效的能量耗散机制,积累的能量接近裂纹尖端不能在凝胶中消散,导致水凝胶存在易断裂、力学强度低、韧性差等缺点[6],从而限制了其在实际生活中的应用。为此,可以通过加入类似于陶瓷基复合相的增韧相或者生物质基增强相来吸收裂纹扩展释放的能量,从而达到增强水凝胶机械强度的目的。本文综述了利用无机物增韧相,生物质基增强相等复合材料改进智能水凝胶性能,实现增韧、增强作用,同时引进新的基团赋予其新功能,展望了智能复合水凝胶材料的应用前景。 1 智能复合水凝胶种类 1.1 无机物复合相 陶瓷基复合材料的增韧相是无机物复合相使用最为广泛的材料之一,如粘土、二氧化硅、石墨烯类、纳米金属等。无机增强相分散在连续相中,达到增强水凝胶的作用。 1.1.1 石墨烯类 石墨烯是目前自然界最薄、最强韧的材料,断裂强度比钢材的还要高200倍,它具有非常好的导热性、电导性、透光性和超大比表面积等特性,同时具有较好的弹性[7]。其独特的结构及性能可显著提高复合材料的机械性能与热稳定性。氧化石墨烯(GO)是石墨烯的一种重要衍生物,其表面有大量的羟基、环氧基及羧基,在水溶液和极性溶剂中有良好的分散性,可与亲水性聚合物形成纳米复合水凝胶材料。GO的亲水性基团增强了GO与基体材料间的界面相互作用,具有良好的相容性,能显著改善材料的力学性能。Shi等[8]将少量化学交联的小分子和物理交联的氧化石墨烯纳米粒子混合制备了新型近红外(NIR)光响应性的聚(N-异丙基丙烯酰胺)/氧化石墨烯(PNIPAM-GO)高拉伸性能的纳米复合水凝胶。 1.1.2 金

聚乙烯醇的性质上课讲义

预混液的量和你要做的固含量有关,一般只用调节预混液的水含量来控制固含量,其他单体、交联剂、分散剂、粉体质量什么的量都不用动。AM一般按预混液质量分数算,分散剂按粉体质量分数算,固含量就是粉体占粉体+预混液体积的分数。一般10wt或 15wt%AM,0.几wt%分散剂,记得调节PH,固含量50vol%以上。引发剂和催化剂应该是根据AM和MBAM的量算,这几个都是固定值,一般只调节水就可以了 先由单体、交联剂以及分散剂与去离子水(或其他)配制成预混液,预混液配置好后通常会调节PH值,之后再加入粉料进行球磨,若干小时候取出,抽真空,加入引发剂和催化剂,最后注模,希望有所帮助。 一、聚乙烯醇的性质 1、基本物理及化学性质聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol,缩写PVA),分子式为[C2H4O]n,结构式为,是水溶性高分子树脂。白色片状、絮状或粉末状固体,无味,无毒,但其粉末吸入会对人体产生刺激。相对密度(25℃/4℃)1.27~1.31(固体)、1.02(10%溶液。 玻璃化温度:75~85℃,引燃温度(℃):410(粉末)。 聚乙烯醇分子中存在两种化学结构: (2)1,2——乙二醇结构 图1为聚乙烯醇薄膜的红外光谱,为聚乙烯醇薄膜的红外光谱,图中标明了几个主要键和基团特征频率变化情况。图中3587 cm–1处的强吸收峰对应于二级羟基σ键的振动,2950 cm–1处的吸收对应于C–H2σ键的振动, 1652cm–1处的强吸收属于残留的聚醋酸乙烯酯结构中C=O键的伸缩振动,1320 cm–1附近的强吸收对应于C–H键和O–H键共同作用的σ键的变形振 动。2.聚乙烯醇的醇解及溶解性能聚乙烯醇的醇解度(摩尔分数)通常有三种,即78%、88%和98%。完全醇解的聚乙烯醇的醇解度为98%~100%;而部分醇解的聚乙烯的醇解度通常为87%~89%;78%的则为低醇解度聚乙烯醇。我国聚乙烯醇牌号命名是取聚合度的千、百位数放在牌号的前两位,把醇解度的百分数放在牌号的后两位,如1799,即聚合度为1700,醇解度为99%,完全醇解的聚乙烯醇。

组织工程用水凝胶制备方法研究进展_宫政

2008年第27卷第11期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·1743· 化工进展 组织工程用水凝胶制备方法研究进展 宫政1,丁珊珊2,尹玉姬1,崔元璐2,姚康德1 (1天津大学材料科学与工程学院高分子材料科学与工程系,天津 300072; 2天津中医药大学中医药研究中心,天津 300193) 摘要:高分子水凝胶作为一类重要的生物材料被广泛应用于生物医药和组织工程领域。本文综述了基于化学交联和物理交联的有关组织工程用水凝胶的设计方法,重点介绍了通过自由基共聚、结构互补基团间的化学反应、高能辐射和酶交联的化学交联型水凝胶以及通过离子间的相互作用、结晶作用、氢键及疏水性相互作用形成的物理交联型水凝胶的研究进展,对比了各种交联机制的优缺点,并对水凝胶在组织工程领域中的进一步应用进行了展望。 关键词:水凝胶;组织工程;物理交联;化学交联;细胞 中图分类号:Q 81;R 318.08 文献标识码:A 文章编号:1000–6613(2008)11–1743–07 Optimized design of hydrogels for tissue engineering GONG Zheng1,DING Shanshan2,YIN Yuji1,CUI Yuanlu2,YAO Kangde1 (1 School of Materials Science and Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China;2 Center of Traditional Chinese Medicine,Tianjin University of Traditional Chinese Medicine,Tianjin 300193,China) Abstract:Hydrogels are widely used in the fields of pharmacology and tissue engineering. In this article,the hydrogels design methods based on chemical and physical crosslinking are reviewed. Chemically crosslinked hydrogels are formed by radical polymerization,chemical reaction of complementary groups,high energy irradiation and enzymatic reactions,and physically crosslinked hydrogels are formed by ionic interactions,crystallization,hydrogen bonds and hydrophobic interactions. Key words:hydrogels;tissue engineering;physical crosslinking;chemical crosslinking;cells 水凝胶是由亲水性聚合物链构造的具有三维交联网络结构的高聚物和介质共同组成的多元体系[1],此网络因存在物理或化学交联结构而不溶于水,使其在溶液或生物体中保持了完整性。充斥于聚合物网络中的水分使交联的大分子链伸展,从而整个材料具备了流体的性质。同时,由于人体组织大多是由蛋白质和多糖网络组成的含有大量水的水凝胶材料[2],使得水凝胶材料在药物控释、软组织支架构建及活性细胞包载等生物医用材料方面得到了广泛的应用。自1960年Wichterle和Lim制备出聚(甲基丙烯酸-2-羟基乙酯)水凝胶以来[3],有关高分子水凝胶的设计与合成研究十分活跃。近年来,结构和性能各异的新型高分子水凝胶在组织工程中的应用引起了人们极大的兴趣。 组织工程的概念由美国的Langer与V acanti于1987年共同提出[4],其定义为应用细胞生物学和工程学的原理和方法,研究和开发能修复和改善损伤组织结构与功能的生物替代物的一门科学。 目前组织工程用水凝胶分为天然高分子水凝胶、合成高分子水凝胶和天然与合成高分子复合水凝胶三大类,既要求生物相容性又期望有细胞和分子响应性,这是目前面临的最大挑战。为了得到所需性能的水凝胶,其设计和合成应从物理性能、传质性能和生物相互作用等多方面综合考虑。迄今为止,水凝胶的设计与合成主要有物理交联和化学交联两种途径,如图1所示,其性能也因原料、交联密度和亲疏水性而各异[5]。物理交联型水凝胶的形 收稿日期:2008–02–05;修改稿日期:2008–05–14。 基金项目:国家自然科学基金资助项目(30670572)。 第一作者简介:宫政(1983—),男,硕士研究生。联系人:尹玉姬,博士,副教授,主要从事生物材料和功能材料的研究。电话 022–27401902;E–mail yinyuji@https://www.sodocs.net/doc/443486501.html,。

聚乙烯醇缩甲醛(胶水)的制备

聚乙烯醇缩甲醛(胶水)的制备 一、实验目的 了解聚乙烯醇缩甲醛化学反应的原理,并制备红旗牌胶水。 以聚乙烯醇和甲醛为原料制备聚乙烯醇缩甲醛胶水,了解聚合物的化学反应特点 二、实验原理 聚乙烯醇缩甲醛胶(商品名107胶)是一种目前广泛使用的合成胶水, 无色透明溶液,易溶于水。与传统的浆糊相比具有许多优点[1]:①、初粘性好,特别适合于牛皮纸和其它纸张的粘合;②、粘合力强;③、贮存稳定,长久放置不变质;④、生产成本低廉。国内有许多厂家生产此胶水。因此广泛应用于多种壁纸、纤维墙布、瓷砖粘贴、内墙涂料及多种腻子胶的粘合剂等。近年来,为了适应市场需求人们对聚乙烯醇缩甲醛胶粘剂进行了大量的改性研究,无论在合成工艺上还是在胶液的性能方面都有显著的提高。本实验以聚乙烯醇缩甲醛为例,我们对其合成过程所用的催化剂、缩合温度等对胶水质量有影响的因素进行了试验研究和探讨,摸索出更佳更合理的工艺条件。 聚乙烯醇缩甲醛是利用聚乙烯醇与甲醛在盐酸催化作用下而制得的,其反应如下 : 聚乙烯醇缩醛化机理: 聚乙烯醇是水溶性的高聚物,如果用甲醛将它进行部分缩醛化,随着缩醛度的增加,水溶液愈差,作为维尼纶纤维用的聚乙烯醇缩甲醛其缩醛度控制在35%左右,它不溶于水,是性能优良的合成纤维。

本实验是合成水溶性的聚乙烯醇缩甲醛,即胶水。反应过程中需要控制较低的缩醛度以保持产物的水溶性,若反应过于猛烈,则会造成局部缩醛度过高,导致不溶于水的物质存在,影响胶水质量。因此在反应过程中,特别注意要严格控制崐催化剂用量、反应温度、反应时间及反应物比例等因素。 聚乙烯醇缩甲醛随缩醛化程度的不同,性质和用途各有所不同,它能溶于甲酸、乙酸、二氧六环、氯化烃(二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷)、乙醇甲苯混合物(30∶70)、乙醇甲苯混合物(40∶60)以及60%的含水乙醇中。缩醛度为75%~85%的聚乙烯醇缩甲醛重要的用途是制造绝缘漆和粘合剂。 三、实验药品及仪器 药品:聚乙烯醇、甲醛(40%)、氢氧化钠,浓盐酸,硫酸 仪器:搅拌器、恒温水浴,球形冷凝管,温度计,滴液漏斗, 三口烧瓶实验装置如下图: 四、实验步骤及现象 步骤现象分析 在250mL三颈瓶中,加入90mL去离子水(或蒸馏水)、7g聚乙烯醇,在搅拌下升温至85-90℃溶解。 搅拌加热升温至 90℃左右时,聚乙烯醇 全部溶解,溶液无色透 明,瓶内无白色固体。 聚乙烯醇熔点>85℃,所以需升温至 85-90℃。 等聚乙烯醇完全溶解后,降温至35-40℃加入4.6mL甲醛(40%工业纯),搅拌15min,再加入1∶4盐酸,使溶液pH 值为1-3。保持反应温度85-90℃,继续搅拌20min,反应体系逐渐变稠,当体系中出现气泡或有絮状物产生时,立即迅速加入1.5 mL8%的NaOH溶液,同时加入34mL去离子水(或蒸馏水)。调节体系的pH 值为8-9。然后冷却降温出料,获得无色透明粘稠的液体,即市场出售的红旗牌胶水。 加入盐酸,溶液 无明显变化,PH降低至 2左右。 加入甲醛后加热升 温,溶液变稠。 升温至85-90℃一 段时间后,出现气泡, 加入NaOH和蒸馏水, PH值为9左右。冷却, 得无色透明粘稠的液 体。 必须控制PH为1-3,所以加入盐 酸不能太多也不能太少。当pH过低 时,催化剂过量,反应过于猛烈,造成 局部缩醛度过高,导致不溶于水的产物 产生。当pH过高时,反应过于迟缓, 甚至停止,结果往往会使聚乙烯醇缩醛 化成都过低,产物粘性过低。 加入甲醛后加热升温,聚乙烯醇与 甲醛反应,缩醛化,体系粘度变大,溶 液变粘稠。 产生气泡,说明分子间已经开始交 联,故此时要停止加热。 调节PH为8-9是因为,在酸性条 件下,聚合物与空气接触不稳定会继续 缩醛化,所以要调PH>7

功能性水凝胶的活性聚合与应用研究进展

第 46 卷 第 11 期 2017 年 11 月 Vol.46 No.11Nov .2017 化工技术与开发 Technology & Development of Chemical Industry 功能性水凝胶的活性聚合与应用研究进展 梁 良1,张亚平2,周 瑜2,任 锦2 (1.九江学院分析测试中心,江西 九江 332005;2.九江学院药学与生命科学学院,江西 九江 332005)摘 要:功能性水凝胶能够针对不同环境的变化而做出响应,在生物医药、组织工程、环境保护等领域被广泛研究。活性聚合则拥有结构设计性强、反应控制灵活、产物均一性好的优势。本文主要介绍了目前功能性水凝胶活性聚合的研究进展和应用情况。 关键词:功能性水凝胶;活性聚合;应用 中图分类号:TQ 317 文献标识码:A 文章编号:1671-9905(2017)11-0030-03 基金项目:九江学院科研基金项目(No.8500353)和启动基金项目(No.8879415) 作者简介:梁良(1986-),男,硕士,实验师,研究方向:复合药物载体材料的合成通信联系人:任锦(1986-),女,博士,讲师,研究方向:载药体系的研究收稿日期:2017-08-07 水凝胶是一种含有大量亲水基团的三维网状高分子材料,能够吸收大量的水进行溶胀。水凝胶功能化后,面对外界环境敏感点的变化,如温度、pH 值、压力、磁力、溶剂极性等,能够实现凝胶-溶胶或者溶胀的形态变换,并在这一过程中完成设定的功能化目的。基于水凝胶良好的生物相容性与环境友好性,以及超强的分子可设计性,其在药物传输[1]、组织工程[2]、水环境保护[3]和催化剂载体[4]等领域拥有巨大的开发潜力和发展前景。 活性聚合因不存在链转移和链终止过程,使得反应过程能够被精确控制,同时链引发速率又大于链增长速率,使产物分子量分布集中,均一性非常好,因此,使用活性聚合可以让包含各种功能基团的水凝胶被精确制造出来,产物的高一致性也提升了其运用到工业生产的可能性。 1 活性聚合 1.1 原子转移自由基聚合 原子转移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerization,ATRP)又称金属催化自由基聚合,是利用了金属催化剂具备发生可逆氧化还原反应的能力,使特定基团可以在活性种与休眠种之间自由转移,氧化-还原的往复循环实现链的增长。该法的特点在于聚合产物结构的可设计性很强,不仅能 够通过选用不同的聚合单体,还可以通过改变引发剂-卤代烷中烷烃部分的结构来设计所需要的水凝胶结构。盛维娟课题组[5]用2-溴代丙酸乙酯为引发剂,氯化亚铜为催化剂,通过ATRP 法将具有温度响应特性的甲基丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯和寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯,以及N -羟甲基丙烯酰胺按比例共聚,再分别对共聚物进行叠氮化与炔基化处理,最后将二者交联得到温敏性水凝胶。周应学等[6]用2-溴异丁酰溴改性的α-环糊精与溴丙酰溴封端的F127水凝胶自组装形成聚准轮烷,并以此作为大分子引发剂,通过ATRP 法将聚乙二醇二丙烯酸酯和2-甲基丙烯酸羟乙酯进行共聚,由于引发剂中烷烃部分含有引入的改性α-环糊精与凝胶大分子结构,使得产物水凝胶不仅具有交联网络的超分子结构,还获得了良好的热敏性与力学强度。1.2 可逆加成-断裂链转移聚合 可逆加成-断裂链转移聚合(Reversible Addition-Fragmentation Transfer Polymerization, RAFT)实际上是在传统的自由基聚合反应中,加入了高链转移常数的链转移剂,使链转移成为一个快速而且可逆的过程,从而实现活性种与休眠种的可逆平衡,期间链转移相对链增长的反应时间可以忽略不计。这种活性聚合方法的优势是继承了传统自由基聚合的所有工艺和条件,拥有实现大规模工业

可生物降解智能水凝胶的研究进展.

可生物降解智能水凝胶的研究进展* 孙姣霞1 ,罗彦凤2,屈 晟2 (1.重庆大学化学化工学院,重庆400044;2.重庆大学生物工程学院,重庆400044 *基金项目:重庆市自然科学基金资助项目(CSTC2006BB5010;国家自然科学基金资助项目(30470474 收到稿件日期:2007-06-08通讯作者:罗彦凤 作者简介:孙姣霞(1984-,女,湖南新化人,在读研究生,主要从事高分子材料研究。 摘 要:可生物降解智能水凝胶因其在生物医学领域 有着广泛的应用前景,因而已成为科研工作者研究的热点。详细介绍了可生物降解智能水凝胶的研究现状及其在药物释放体系中的应用,并预测了智能水凝胶可能的发展方向。 关键词:智能水凝胶;可生物降解;药物释放系统; 综述 中图分类号:O648;R313.08 文献标识码:A 文章编号:1001-9731(2007增刊-1895-04

1引言 水凝胶是指可被水溶胀的半固态交联聚合物网络。智能型水凝胶(intelligent hydrogels or smart hydrogels是一类对外界刺激能产生敏感响应的水凝胶。典型的外界刺激有温度、pH 值、溶剂、盐浓度、光、电场、化学物质等。目前研究最多的是pH 敏感型和温度敏感型水凝胶[1~3]。智能水凝胶按其降解性能可分为可降解性智能水凝胶和不可降解性智能水凝胶。聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸类、聚乙烯醇类等水凝胶主要是依赖双键的自由基反应形成以C —C 连接为主的交联网络,这种以C —C 连接的交联网络通常都是不可降解的。而可降解水凝胶能在机体生理环境下,通过水解、酶解,从高分子、大分子物质降解成对机体无损害的小分子物质,并且这些小分子降解产物通常是体内自身就存在的,如氨基酸、乳酸等,最后,通过机体的新陈代谢完全吸收和排泄,对机体无毒副作用。这类材料可用于控制药物在体内的释放,实现药物靶向输送,使药物在体内能够保持有效的浓度,减小或消除副作用,此外还可以避免免疫排斥以及二次手术等缺陷[4~6] ,因而在生物医学领域有 广泛的应用。 水凝胶的主要应用之一是用作药物释放材料。由于其在人体内使用,因此其必须具有良好的血液相容性和组织相容性。设计和研制一种集良好生物相容性、生物可降解性和智能型于一身的水凝胶药物释放材料,是一项极具挑战性的课题,对于推动药物控释材料研究的进程具有重要的意义。本文主要综述了可生物降解性智能水凝胶材料的研究现状及其在药物释放体系中的应用,并预测了智能水凝胶可能的发展方向。 目前研究最多的可生物降解智能水凝胶有壳聚糖类和PEG-PLGA 等嵌段共聚物类。 2壳聚糖类 壳聚糖是一个带有阳电荷的天然多糖,是甲壳素脱

聚乙烯醇

聚乙烯醇(简称PV A)最早由德国的化学家赫尔曼(W.O.Hemnann)和海涅尔(W.Hachnel)于1924年发明的。1951年我国已经从事PV A 的研究和开发工作,20世纪70年代市场上出现了PV A商品。由于合成技术的不断提高和价格不断下降,它的用途日益广泛,发展速度很快。 聚乙烯醇是通过醋酸乙烯酯聚合制得聚醋酸乙烯酯(PvAC),然后再醇解或者水解得到的。由于羟基基团的存在,使PvA有很高的吸水性,是一种性能优良,用途广泛的水溶性聚合物。聚乙烯醇为一种可溶性树脂,一般用作纺织浆料,粘合剂、建筑等行业。也可通过改性制成薄膜,用来制作可降解的地膜、保鲜膜等。聚乙烯醇的最大特点就是可以自然降解,环境友好。 1聚乙烯醇的性质 聚乙烯醇一般为白色或微黄色,为絮片状、颗粒状、粉末状固体。无毒无味,性能介于塑料和橡胶之间。PV A溶液遇碘液变深蓝色,这种变色受热后消失而冷却又重现。由于分子链上含有大量的侧基一羟基,具有良好的水溶性,同时还具有良好的成膜性、粘接力和乳化性,有卓越的耐油脂和耐溶剂性能。聚乙烯醇的相对密度为(25℃/4℃)1.27~1.31(固体)、1.02(10%溶液),熔点230℃,玻璃化温度75-85℃,在空气中加热至100℃以上慢慢变色、脆化。加热至160一170℃脱水醚化,失去溶解性,加热到200℃开始分解。超过250℃变成含有共轭双键的聚合物。折射率1.49"-'1.52,热导率0.2w/(m·K),比热容l~5J/(kg·K),电阻率(3.1~3.8)×107 ?·cm。

1.1PV A在水中的溶解性 聚乙烯醇溶于水,几乎都是溶解在水中使用,其溶解性很大程度上受聚合度、特别是醇解度的影响。PV A是一种含有大量羟基的高聚物,而羟基是强亲水性基团,所以它是一种水溶性的高分子化合物。然而,由于大分子内和分子间存在者较强的氢键,所以阻碍了其水溶性。PV A中残余的醋酸根(表现在醇解度的高低)是疏水性基团。它的存在,一方面阻碍了聚乙烯醇在水中的溶解;另一方面,它的空间位阻很大,妨碍了大分子之间或大分子本身氢键的形成,促进了水溶性。例如:1799-PV A残余醋酸根<0.2%,其结晶度高,所以只能溶解在95℃的热水中。1788—PV A残余醋酸根为12%,故在20℃时几乎完全溶于水。 PV A不溶于汽油、煤油、植物油、苯、甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙二醇等。微溶于二甲基亚砜乙二醇,溶于丙三醇、乙醇胺、甲酰胺等。120--150℃可溶于甘油。但冷至室温时成为胶冻。一般说来,聚合度增大,聚乙烯醇水溶液的粘度增大,成膜后的强度和耐溶剂性增大,但在水中的溶解度下降,成膜后的伸长率下降。醇解度增大,在冷水中溶解度下降,而在热水中的溶解度提高。聚乙烯醇的溶解性随其醇解度的高低而有很大差别。醇解度小于66%,由于憎水的乙酰基含量增大,水溶性下降。醇解度在50%以下,聚乙烯醇即不再溶于水。以上品种的产品,一旦制成水溶液,就不会在冷却时从溶液中再析出来。 温度对聚乙烯醇溶解性能的影响也因醇解度的高低而不同。在醇

水凝胶的研究进展

水凝胶的研究进展 俊机哥哥0913010407 (广西师范学院化学与生命科学学院09高分班) 摘要:本文对水凝胶的制备方法、性质及其应用进行了简单的介绍。关于水凝胶的制备,我们在文章的介绍了三种方法:单体聚合并交联、聚合物交联、载体的接枝共聚。 关键字: 水凝胶制备性质应用生物医学 前言 水凝胶这个词最早出现于1960年,当时是由捷克的Wicherle和Lim研制的聚强乙基丙烯酸甲酯。它本身是硬的高聚物,但它吸收水分后就变成具有弹性的凝胶,故称水凝胶。水凝胶是一类具有三维网络结构的聚合物,在水中能够吸收大量水分而溶胀,并在溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。水凝胶可由不同的亲水单体和疏水单体聚合而成。由于其具有三维网络结构,故相对分子质量很高,其交联网络结构主要由化学键、氢键或范德华力等组成。溶胀时溶液可以扩散进入交联键之间的空间内,交联密度越大,三维网络间的空问就越小,水凝胶在溶胀时吸收的水分也就越少。由于水凝胶表面不易粘附蛋白质和细胞,故在与血液、体液及人体组织相接触时会表现出良好的生物相容性;另外,水凝胶由于含有大量的水分而非常柔软,并且类似于生物体组织,故作为人体植入物可以减少不良反应。因此,水凝胶被作为优良的生物医学材料得到广泛应用2。例如,PVP水凝胶可作为眼科手术中黏弹物质及人工玻璃体材料。PVA水凝胶可用于关节重建、人工软骨、人工喉及人工玻璃体。PVA 是第一个被广泛使用在移植方面的水凝胶。水凝胶已被用做鼻子、面部、缺唇修补、替代耳鼓膜等方面。水凝胶用做人工软骨、腱以及主动脉接枝不久将被商业化。另外,水凝胶在日用品,工业用品,农业、土建等领域也有广泛应用。 1 水凝胶的制备 1. 1 单体聚合并交联 合成水凝胶的单体很多,大致分为中性、酸性、碱性3 种,表1 列出了部分单体及交联剂。 表1水凝胶制备中常用的单体和交联剂

聚乙烯醇的性质与制备

聚乙烯醇的性质与制备 一、聚乙烯醇的性质 1.物理性质 聚乙烯醇(PVA)其充填密度约0.20~0.48g/cm3,折射率为1.51~1.53。聚乙烯醇的熔点难于直接测定,因为它在空气中的分解温度低于熔融温度。用间接法测得其熔点在230℃左右。不同立规程度的聚乙烯醇具有不同的熔点,其中S—PVA(间规)熔点最高,A—PVA(无规)次之,I—PVA(等规)最低。聚乙烯醇的玻璃化温度约80℃。玻璃化温度除与测定条件有关外,也与其结构有关。例如,随聚乙烯醇间规度的提高,玻璃化温度略有提高。聚乙烯醇中残存醋酸根量和含水量增加时,玻璃化温度都将随之降低。 2.化学性质 聚乙烯醇主链大分子上有大量仲羟基,在化学性质方面有许多与纤维素相似之处。聚乙烯醇可与多种酸、酸酐、酰氯等作用,生成相应的聚乙烯醇的酯。但其反应能力低于一般低分子醇类。 聚乙烯醇的醚化反应较酯化反应容易进行。醚化反应后,聚乙烯醇分子间作用力有所减弱,制品的强度、软化点和亲水性等都有所降低。 在聚乙烯醇水溶液中加入少量硼酸,其粘度将明显增大,这种变化与介质的pH值关系密切。当介质的pH值偏于碱性时,硼酸与聚乙烯醇发生分子间反应,使溶液粘度剧增,以致形成凝胶。聚乙烯醇水溶液与氢氧化钠反应,其粘度增加的速度较之添加硼酸更快。因此,可以利用氢氧化钠水溶液作为聚乙烯醇纺丝的凝固剂。 在酸性催化剂作用下,聚乙烯醇可与醛发生缩醛化反应。缩醛化反应既可在均相中进行,也可在非均相中进行。不过均相反应所得产物的缩醛化基团分布均匀,其缩醛化物的强度、弹性模量以及耐热性等都有所降低。当进行非均相反应时,在控制适当的条件下,由于缩醛化基团分布不均匀,并主要发生在非晶区,故对生成物的力学性能影响不大,而耐热性还有所提高。 3.热性能 聚乙烯醇受热后发生软化(210~215℃),但在一般情况下,它在熔融前便分解。聚乙烯醇在加热到140℃以下时不发生明显的变化,加热至180C以上时,

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