聚N-異丙基丙烯酰胺及其共聚物的制備及環(huán)境敏感性研究.pdf

1、聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)凝膠是一種典型的熱敏性水凝膠，具有明顯的低臨界相變溫度(LCST)。在LCST以下，PNIPAAm凝膠為親水溶脹狀態(tài)；LCST以上為疏水收縮態(tài)。加入適當?shù)挠H水或疏水性單體合成PNIPAAm共聚物水凝膠，可以在一定范圍內調節(jié)聚合物的LCST，還能得到兼具pH、離子強度等環(huán)境敏感特性的水凝膠。 本文采用60Coγ-射線輻射合成PNIPAAm及其丙烯酰胺(AAm)和丙烯酸(AAc)的共聚物水凝膠

2、，并研究了水凝膠在不同介質(如去離子水、不同離子強度的水溶液以及不同pH值的緩沖溶液)中的溶脹特性及LCST；采用乳液聚合合成PNIPAAm及其AAm共聚物的水凝膠微球，研究了引發(fā)劑、分散劑和交聯(lián)劑對凝膠微球粒徑的影響，并測定了熱敏性變化曲線；采用磁流體代替溶劑，聚合得到磁性水凝膠微球。 本文的結果表明：輻射合成水凝膠具有溫度敏感性，在一定范圍內，其溶脹率隨溫度的升高而下降，其消溶脹過程符合修正的菲克第二擴散定律；在去離子水中

3、，共聚物水凝膠的低臨界相轉變溫度(LCST)隨共聚單體(AAc、AAm)比例的增加而升高，而當共聚單體比例達到一定時，LCST變得不明顯；PNIPAAm及其共聚物水凝膠的溶脹率隨離子強度的增加有一突變的下降過程；在含有一定離子強度的溶液中，非離子Poly(NIPAAm-co-AAm)的LCST隨共聚單體AAm含量的增加而增加，而離子化的Poly(NIPAAm-co-AAc)的LCST卻隨共聚單體AAc含量的增加而下降；溶液的pH值對凝膠

4、的溶脹性能有顯著的影響，PNIPAAm及其共聚物在不同pH值緩沖溶液的溶脹性能類似于兩性型離子水凝膠。除溫度的變化外，PNIPAAm及其共聚物水凝膠在pH及離子強度反復變化的情況下，也具有反復可逆的溶脹與消溶脹特性。采用NIPAAm接枝改性的聚丙烯纖維可在酸性條件下通過變化溫度實現(xiàn)對金屬離子的吸附與解吸附，這對廢水的凈化及離子的回收有著重要意義，這一技術已申請發(fā)明專利；采用微乳液聚合法合成了PNIPAAm及其AAm共聚物的水凝膠微球，其