JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

明胶/聚甲基丙烯酸复合水凝胶的制备及其性能研究

刘瑞雪 陈纪超 李迎博 周腾 王亚玲

刘瑞雪, 陈纪超, 李迎博, 等. 明胶/聚甲基丙烯酸复合水凝胶的制备及其性能研究[J]. 轻工学报, 2020, 35(6): 50-59. doi: 10.12187/2020.06.007
引用本文: 刘瑞雪, 陈纪超, 李迎博, 等. 明胶/聚甲基丙烯酸复合水凝胶的制备及其性能研究[J]. 轻工学报, 2020, 35(6): 50-59. doi: 10.12187/2020.06.007
LIU Ruixue, CHEN Jichao, LI Yingbo, et al. Study on preparation and properties of gelatin/polymethacrylic acid composite hydrogel[J]. Journal of Light Industry, 2020, 35(6): 50-59. doi: 10.12187/2020.06.007
Citation: LIU Ruixue, CHEN Jichao, LI Yingbo, et al. Study on preparation and properties of gelatin/polymethacrylic acid composite hydrogel[J]. Journal of Light Industry, 2020, 35(6): 50-59. doi: 10.12187/2020.06.007

明胶/聚甲基丙烯酸复合水凝胶的制备及其性能研究

    作者简介: 刘瑞雪(1971-),女,河南省范县人,郑州轻工业大学副教授,博士,主要研究方向为高分子水凝胶、功能高分子材料.;
  • 基金项目: 国家自然科学基金项目(21474092);河南省留学归国人员择优资助项目(002422)

  • 中图分类号: TB332

Study on preparation and properties of gelatin/polymethacrylic acid composite hydrogel

  • Received Date: 2020-03-30

    CLC number: TB332

  • 摘要: 以天然高分子明胶、甲基丙烯酸(MAA)为原料,以过硫酸铵(APS)为引发剂,通过自由基聚合法制备了明胶/聚甲基丙烯酸(明胶/PMAA)复合水凝胶,并研究了不同组分质量比对该复合水凝胶导电性能、流变性能、力学性能等的影响.结果表明:随着MAA用量的增加,复合水凝胶的电导率可增至6.52×10-3 S/cm,且其电导率随其形变不同而发生变化,具有良好的机械应变响应能力;当m(明胶):m(MAA)=12:10时,复合水凝胶G12PA10的流变性能和力学性能最好,其储能模量G'约为18.0 kPa,拉伸强度为77.3 kPa,断裂伸长率为340%,压缩模量为2.37 MPa;随着MAA用量的增大,明胶/PMAA复合水凝胶在去离子水中的溶胀平衡时间、溶胀平衡率变化趋势与在PBS缓冲液中基本一致,但当MAA用量较低时,明胶/PMAA复合水凝胶在PBS缓冲液中的溶胀平衡率略有增大.
    1. [1]

      THAKUR S,GOVENDER P P,MAMO M A,et al.Recent progress in gelatin hydrogel nanocomposites for water purification and beyond[J].Vacuum,2017,146:396.

    2. [2]

      PAN Y,GAO Y,SHI J F,et al.A versatile supra-molecular hydrogel of nitrilotriacetic acid (NTA) for binding metal ions and magnetorheological response[J].Journal of Materials Chemistry,2011,21(19):6804.

    3. [3]

      CHENG Y,REN K,YANG D,et al.Bilayer-type fluorescence hydrogels with intelligent response serve as temperature/pH driven soft actuators[J].Sensors and Actuators B:Chemical,2017,255:3117.

    4. [4]

      HUANG C,CHENG Y,GAO Z,et al.Portable label-free inverse opal photonic hydrogel particles serve as facile pesticides colorimetric monitoring[J].Sensors and Actuators B(Chemical),2018,273:1705.

    5. [5]

      CHENG Y,HUANG C,YANG D,et al.Bilayer hydrogel mixed composites that respond to multiple stimuli for environmental sensing and underwater actuation[J].Journal of Materials Chemistry B,2018,6:8170.

    6. [6]

      LIU Y J,CAO W T,MA M G,et al.Ultrasensitive wearable soft strain sensors of conductive,self-healing,and elastic hydrogels with synergistic "soft and hard" hybrid networks[J].ACS Applied Materials & Interfaces,2017,9(30):25559.

    7. [7]

      SATARKAR N S,HILT J Z.Magnetic hydrogel nanocomposites for remote controlled pulsatile drug release[J].Journal of Controlled Release,2008,130(3):246.

    8. [8]

      PISSIS P,KYRITSIS A.Electrical conductivity studies in hydrogels[J].Solid State Ionics,1997,97(1/2/3/4):105.

    9. [9]

      BALINT R,CASSIDY N J,CARTMELL S H.Conductive polymers:Towards a smart biomaterial for tissue engineering[J].Acta Biomaterialia,2014,10(6):2341.

    10. [10]

      XIA Y Y,ZHU H L.Polyaniline nanofiber-reinforced conducting hydrogel with unique pH-sensitivity[J].Soft Matter,2011,7(19):9388.

    11. [11]

      YAPICI M K,TAMADOR A,SAMAD Y A,et al.Graphene-clad textile electrodes for electrocardiogram monitoring[J].Sensors and Actuators B(Chemical),2015,221:1469.

    12. [12]

      CHEN Z,TO J W F,WANG C,et al.A three-dimensionally interconnected carbon nanotube-conducting polymer hydrogel network for high-performance flexible battery electrodes[J].Advanced Energy Materials,2014,4(12):1.

    13. [13]

      XIAO X L,WU G Z,ZHOU H T,et al.Preparation and property evaluation of conductive hydrogel using poly (vinyl alcohol)/polyethylene glycol/graphene oxide for human electrocardiogram acquisition[J].Polymers,2017,9(7):1.

    14. [14]

      POLAT T G,ATES K,BILGIN S,et al.Carbon nanotube,poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) and Ag nanoparticle doped gelatin based electro-active hydrogel systems[J].Colloids and Surfaces A(Physicochemical and Engineering Aspects),2019,580:123.

    15. [15]

      WANG S P,SUN C K,GUAN S,et al.Chitosan/gelatin porous scaffolds assembled with conductive poly(3,4-ethylenedioxythiophene) nanoparticles for neural tissue engineering[J].Journal of Materials Chemistry B,2017(24):4774.

    16. [16]

      KAI R,YU C,CHAO H,et al.Self-healing conductive hydrogels based on alginate,gelatin and polypyrrole serve as a repairable circuit and a mechanical sensor[J].Journal of Materials Chemistry B,2019,7(37):5704.

    17. [17]

      WIECZOREK W,STEVENS J R.Proton transport in polyacrylamide based hydrogels doped with H3PO4 or H2SO4[J].Polymer,1997,38(9):2057.

    18. [18]

      PRZYŁUSKI J,POŁTARZEWSKI Z,WIECZOREK W.Proton-conducting hydrogel membranes[J].Polymer,1998,39(18):4343.

    19. [19]

      丁丹,王晶,陈莹,等.明胶-聚丙烯酸纳米微球的一维自组装制备纳米棒[J].中国科学(化学),2011,41(2):374.

    1. [1]

      李晓冯东民郭朋玮方世航李宜馨芦柯纪晓楠 . 应用离散元法表征烟丝尺寸对其柔软性的力学影响. 轻工学报, 2025, 40(3): 86-94. doi: 10.12187/2025.03.010

    2. [2]

      吴靖娜林泽烨苏筱张任翔陈晓婷潘南 . 龙须菜渣纤维素/纳米纤维素及其水凝胶的制备和性能研究. 轻工学报, 2024, 39(6): 49-56. doi: 10.12187/2024.06.006

    3. [3]

      楚文娟郭丽霞程东旭王红霞崔廷冯银龙王建民鲁平 . 基于K-means聚类及模糊判别的卷烟包灰性能综合评价方法. 轻工学报, 2024, 39(6): 93-100. doi: 10.12187/2024.06.011

    4. [4]

      胡新楠朱成凯胡中泽纪执立金伟平郭城沈汪洋 . 复配比对明胶-羟丙基甲基纤维素双水相体系微观结构和流变特性的影响. 轻工学报, 2025, 40(1): 11-20. doi: 10.12187/2025.01.002

    5. [5]

      曾强阙文豪许璧麟于静王昭焜张尧立张炜董文亮 . 薄板烘丝机筒内结垢程度对设备工艺性能的影响. 轻工学报, 2025, 40(1): 58-63. doi: 10.12187/2025.01.007

    6. [6]

      程传玲杨淑萌鲁平楚文娟张小娜韩路崔春王豪礼 . 烟灰宏观黏度因子与卷烟包灰性能的关系研究. 轻工学报, 2025, 0(0): -.

    7. [7]

      张宏忠刘振兴胡万达鹿一张硕吴巴特尔李团圆 . 天然碱原卤液采集管道防腐涂层的研制及其性能研究. 轻工学报, 2025, 0(0): -.

    8. [8]

      王春琼刘凯谢永辉张轲刘春明张晓伟孙浩巍陈丹 . 烟草花叶病毒胶体金检测试纸条的制备与性能评价. 轻工学报, 2025, 40(1): 90-97. doi: 10.12187/2025.01.011

    9. [9]

      许克静刘语煊张展吕晶晶梁淼李瑞丽张峻松陈小龙 . 辊压法全烟梗再造烟叶的制备工艺优化及结构与性能分析. 轻工学报, 2025, 40(1): 64-74. doi: 10.12187/2025.01.008

    10. [10]

      李梦晓刘成洋张玲董吉林申瑞玲李云龙 . 豌豆-燕麦复合蛋白凝胶制备及配方优化研究. 轻工学报, 2025, 40(3): 38-45,55. doi: 10.12187/2025.03.005

    11. [11]

      杨焕彬曾庆培佘艺敏孙欣王晓庆刘晓丽 . 玉米醇溶蛋白/姜黄素/曲酸复合膜对冷藏鸡肉保鲜效果的影响. 轻工学报, 2025, 40(3): 10-18. doi: 10.12187/2025.03.002

    12. [12]

      孙彦庆杜芬朱宗敏冯晓梅尚丽丽曹婉秀刘楚怡 . 大黄鱼鱼鳔低聚肽的制备及其延缓皮肤衰老的研究. 轻工学报, 2025, 40(1): 107-119. doi: 10.12187/2025.01.013

    13. [13]

      望运滔郭秀琴王昱李胜杰栗俊广陈博白艳红 . 甲壳素颗粒与原花青素协同改善低盐条件下肌原纤维蛋白乳液凝胶的凝胶特性研究. 轻工学报, 2025, 40(3): 28-37. doi: 10.12187/2025.03.004

    14. [14]

      兰玉婷张逸飞郭佳慧尚欣欣刘影梁文魁王璐关国平 . 面向皮肤光电治疗术后热损伤护理的凝胶贴膜材料研究. 轻工学报, 2025, 40(1): 120-126. doi: 10.12187/2025.01.014

    15. [15]

      吕金羚傅亮陈永生 . 红茶-花生蛋白复合饮品工艺优化及其营养特性研究. 轻工学报, 2024, 0(0): -.

    16. [16]

      吕金羚傅亮陈永生 . 红茶-花生蛋白复合饮品工艺优化及其营养特性研究. 轻工学报, 2024, 39(5): 9-17. doi: 10.12187/2024.05.002

    17. [17]

      钟昕怡陈紫麟骆勇汪高玮王周利赵子丹李鸣雷 . 香菇-大球盖菇复合饼干研制及其品质特性分析. 轻工学报, 2024, 39(6): 27-36. doi: 10.12187/2024.06.004

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  72
  • 文章访问数:  3710
  • 引证文献数: 0
文章相关
  • 收稿日期:  2020-03-30
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索
刘瑞雪, 陈纪超, 李迎博, 等. 明胶/聚甲基丙烯酸复合水凝胶的制备及其性能研究[J]. 轻工学报, 2020, 35(6): 50-59. doi: 10.12187/2020.06.007
引用本文: 刘瑞雪, 陈纪超, 李迎博, 等. 明胶/聚甲基丙烯酸复合水凝胶的制备及其性能研究[J]. 轻工学报, 2020, 35(6): 50-59. doi: 10.12187/2020.06.007
LIU Ruixue, CHEN Jichao, LI Yingbo, et al. Study on preparation and properties of gelatin/polymethacrylic acid composite hydrogel[J]. Journal of Light Industry, 2020, 35(6): 50-59. doi: 10.12187/2020.06.007
Citation: LIU Ruixue, CHEN Jichao, LI Yingbo, et al. Study on preparation and properties of gelatin/polymethacrylic acid composite hydrogel[J]. Journal of Light Industry, 2020, 35(6): 50-59. doi: 10.12187/2020.06.007

明胶/聚甲基丙烯酸复合水凝胶的制备及其性能研究

    作者简介:刘瑞雪(1971-),女,河南省范县人,郑州轻工业大学副教授,博士,主要研究方向为高分子水凝胶、功能高分子材料.
  • 郑州轻工业大学 材料与化学工程学院, 河南 郑州 450001
基金项目:  国家自然科学基金项目(21474092);河南省留学归国人员择优资助项目(002422)

摘要: 以天然高分子明胶、甲基丙烯酸(MAA)为原料,以过硫酸铵(APS)为引发剂,通过自由基聚合法制备了明胶/聚甲基丙烯酸(明胶/PMAA)复合水凝胶,并研究了不同组分质量比对该复合水凝胶导电性能、流变性能、力学性能等的影响.结果表明:随着MAA用量的增加,复合水凝胶的电导率可增至6.52×10-3 S/cm,且其电导率随其形变不同而发生变化,具有良好的机械应变响应能力;当m(明胶):m(MAA)=12:10时,复合水凝胶G12PA10的流变性能和力学性能最好,其储能模量G'约为18.0 kPa,拉伸强度为77.3 kPa,断裂伸长率为340%,压缩模量为2.37 MPa;随着MAA用量的增大,明胶/PMAA复合水凝胶在去离子水中的溶胀平衡时间、溶胀平衡率变化趋势与在PBS缓冲液中基本一致,但当MAA用量较低时,明胶/PMAA复合水凝胶在PBS缓冲液中的溶胀平衡率略有增大.

English Abstract

参考文献 (19) 相关文章 (17)

目录

/

返回文章