返回頂部
返回首頁
返回首頁
歡迎訪問  中國牛涂網   | 今天是   
中國牛涂網全新改版進行中!
31选7开奖qq牛人群190380
home 您現在的位置: 首頁 >固化劑 > 詳細信息
采用藍光固化體系制備高吸水高性能水凝膠
2019年07月29日    閱讀量:16176    新聞來源: 光固化新材料  |  投稿

采用藍光固化體系制備高吸水高性能水凝膠


關鍵詞

   水凝膠 可見光固化 藍光 高性能

  水凝膠是一種可以吸收和保留住一定水分的三維聚合物網絡結構。水凝膠因為具有很高可調節性和生物相容性,被廣泛的用于生物醫藥工程和醫藥品等諸多應用之中。而丙烯酸酯和丙烯酰胺類單體,因為具有很高的親水性和反應性,被廣泛用于水凝膠的生產制造中涂料在線coatingol.com。同時,通過不同的聚合物設計,可以得到具有不同物理機械性能的水凝膠網絡結構。

  紫外光固化是輻射固化技術中是最為常見的一種固化技術。除此之外,還有一種在生物材料制備中被經常使用的技術,那就是可見光固化技術。和紫外光固化相比,可見光固化對于水凝膠的制備具有高效、安全、環境友好和節能等諸多優點。在生物水凝膠材料的制備中,可見光固化使用更少的能量,并產生更低的溫度,這對用于給藥材料或細胞負載水凝膠的制備是十分重要的。


  在可見光固化中,藍光因為它能量高和安全性的特點,是一種非常理想的光源。莰醌(CQ)和二苯基碘六氟磷酸鹽(DPI)組合在藍光波段有很好的吸收,同時具有較高的光敏感性,因此CQ/DPI組合在藍光固化中被廣泛使用。浙江理工大學的邵建中教授等人,對于CQ/DPI組合光引發劑在藍光引發情況下的共聚合過程進行了機理和性能研究。


采用藍光固化體系制備高吸水高性能水凝膠 中國牛涂網-涂料,化工,機械,建材,行業資訊門戶網站

  用于制備水凝膠的主要材料,包括N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA),聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA),和丙烯酸鈉(SA)。水凝膠膜的制備過程是將光引發劑CQ和DPI,聚合單體PEGDA和DMAA,以及去離子水混合得到水溶液,然后將其涂布在玻璃板上。涂層厚度調整為0.3毫米左右,再用另一個玻板覆蓋形成三明治結構。之后用一個100瓦的藍光LED燈照射五分鐘得到水凝膠膜,再進行相應的性能測試。另外采用了Photo DSC對水凝膠聚合過程進行了機理研究。

采用藍光固化體系制備高吸水高性能水凝膠 中國牛涂網-涂料,化工,機械,建材,行業資訊門戶網站

  實驗發現,含有DPI的光引發劑組合,比如CQ/EDB/DPI和CQ/DPI,具有比其他光引發劑組合具有更好的引發性能表現,聚合速度更高(如圖3,粉色和藍色)。同時,CQ/EDB/DPI組合表現出最高的聚合速率(圖3a,Rpmax約8×10-5s-1,粉色),而CQ/DPI組合則表現出最高的雙鍵轉換率(圖3b,約90%,藍色)。

采用藍光固化體系制備高吸水高性能水凝膠 中國牛涂網-涂料,化工,機械,建材,行業資訊門戶網站

  這一結果表明,DPI在加速光引發方面起著重要的作用。這一作用和兩種可能的DPI都有參與的反應路徑有關,那就是:光還原和光氧化。

  除此之外,光聚合速度和CQ的濃度表現出線性關系,不過這一關系僅當CQ濃度比較低的情況下(<1.0%)存在。當CQ的濃度超過1%時則會出現較大的偏差,這種現象被稱為“濾波效應”(圖4)。也就是說,在高CQ濃度條件下,當光線照射到涂層表面時,聚合反應快速發生并在表面形成了一個固化層。這一固化層限制了光線向更深處的穿透,從而導致整體的聚合效率降低。

采用藍光固化體系制備高吸水高性能水凝膠 中國牛涂網-涂料,化工,機械,建材,行業資訊門戶網站

  采用CQ/DPI和CQ/EDB/DPI引發系統的凝膠前驅體在光照約30和40秒時表現出了典型的凝膠行為,而僅使用CQ或CQ/EDB的兩種凝膠前驅體并沒有表現出凝膠行為。

  DMAA同時表現出了自交聯的情況(圖5)。通過莰醌或者苯自由基對DMAA的甲基去除一個氫,或從雙鍵提取一個氫,從而生成了兩種DMAA自由基。然后通過I型和II型的DMAA自由基進行加成聚合得到PDMAA。通過這種自交聯的能力,DMAA在引發過程中同時表現為了一個助引發劑。

采用藍光固化體系制備高吸水高性能水凝膠 中國牛涂網-涂料,化工,機械,建材,行業資訊門戶網站

  如圖6所示,含有不同CQ濃度的DMAA/SA水凝膠的應變為20倍或更大,并隨著CQ濃度的增加而增加。對于應力來說,當CQ濃度從0.125增加到0.5的時候,應力首先會增加,然后會有所降低。在CQ濃度增加到1.25期間,應力在CQ=0.5%時表現出最大值0.6MPa。隨著CQ濃度的增加交聯密度會不斷增加。但同時隨著引發劑額外量的增加,會形成區域化和更小的分子結構,從而表現出強度有所降低的更弱的交聯網狀結構。

采用藍光固化體系制備高吸水高性能水凝膠 中國牛涂網-涂料,化工,機械,建材,行業資訊門戶網站

  單體的組成,也就是DMMA/SA比例,是影響聚合物水凝膠性能的另一個重要因素。隨著DMMA/SA比例的增加,應變增加,同時應力則在不同方向發生變化。除單體組成以外,其他因素包括交聯劑種類,交聯劑用量,單體濃度和DPI濃度對材料的機械性能都有一定的影響。

  這一聚合DMMA/SA水凝膠表現出極其優秀的機械性能(圖7)。一條直徑為2毫米的水凝膠條可以被打成一個結,并能被很好的拉伸而不斷裂,它也能夠承重多達250克。

采用藍光固化體系制備高吸水高性能水凝膠 中國牛涂網-涂料,化工,機械,建材,行業資訊門戶網站

  純PDMAA水凝膠由于結構中缺乏很強的親水基團,表現出的吸水性很差。丙烯酸鈉組分,或者說羧基組分的添加使得PDMAA網絡的吸水性得到極大增加。當DMMA/SA比例=4:6時,其吸水量達到618g/g的最大值。將PEGDA作為額外添加的交聯劑可以調節水凝膠的吸水性能。PEGDA的用量為0.1-0.5%時,吸水能力可以在210-740g/g間進行調節,峰值在0.2wt%。水凝膠材料在最大吸水量的情況下,仍然表現出非常好的尺寸穩定性和規整性。

采用藍光固化體系制備高吸水高性能水凝膠 中國牛涂網-涂料,化工,機械,建材,行業資訊門戶網站

邵建中教授等人的工作表明,通過適當的CQ/DPI組合光引發劑,水凝膠體系可以在可見藍光照射條件下進行快速凝膠和聚合,并具有很高的雙鍵轉換率。通過這一可見光聚合過程,可以得到超強吸水性和穩健力學性能的聚DMAA/SA水凝膠,該材料同時具有良好的尺寸穩定性。這一工作將為生物醫學應用的定制化水凝膠的設計和合成帶來新的方向和指引。


潤奧化工近期將推出水解膠樹脂。該樹脂有很好的堅韌性,固化速度快,對金屬和玻璃有很好的粘接性,且有較高的強度,經短時間水煮后,漆膜可自然整體脫落,不留殘膠,使用方便。

標簽:原材料固化劑技術中心
免責聲明: 本文僅代表作者本人觀點,與中國建材網無關。本網對文中陳述、觀點判斷保持中立,不對所包含內容的準確性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保證。請讀者僅作參考,并請自行承擔全部責任。本網轉載自其它媒體的信息,轉載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的,請在一周內進行,以便我們及時處理。客服郵箱:[email protected] | 客服QQ:23341571
相關文章HOT
今日頭條Show更多
    熱點排行Hot
      微信關注WeChat
      掃描二維碼,獲取手機版最新資訊 中國牛涂網 您還可以直接微信掃描打開
      全站地圖

      深圳網絡警察報警平臺 深圳網絡警
      察報警平臺

      公共信息安全網絡監察 公共信息安
      全網絡監察

      經營性網站備案信息 經營性網站
      備案信息

      中國互聯網舉報中心 中國互聯網
      舉報中心

      中國文明網傳播文明 中國文明網
      傳播文明

      深圳市市場監督管理局企業主體身份公示 工商網監
      電子標識

      体彩31选7走势图