JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

高弹性双网络水凝胶的制备及其性能研究

樊凯奇 贾彩敬 赵帅 岳凡 韩光鲁 王利霞 尹志刚 宋健

樊凯奇, 贾彩敬, 赵帅, 等. 高弹性双网络水凝胶的制备及其性能研究[J]. 轻工学报, 2017, 32(6): 35-42. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2017.6.005
引用本文: 樊凯奇, 贾彩敬, 赵帅, 等. 高弹性双网络水凝胶的制备及其性能研究[J]. 轻工学报, 2017, 32(6): 35-42. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2017.6.005
FAN Kai-qi, JIA Cai-jing, ZHAO Shuai, et al. Study on preparation and properties of highly elastic dual-network hydrogels[J]. Journal of Light Industry, 2017, 32(6): 35-42. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2017.6.005
Citation: FAN Kai-qi, JIA Cai-jing, ZHAO Shuai, et al. Study on preparation and properties of highly elastic dual-network hydrogels[J]. Journal of Light Industry, 2017, 32(6): 35-42. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2017.6.005

高弹性双网络水凝胶的制备及其性能研究

  • 基金项目: 国家自然科学基金项目(21276188,21606211);河南省科技攻关项目(152102210358);河南省高等学校重点科研项目(16A530010);郑州轻工业学院科研基金项目(2015XJJZ032);郑州轻工业学院博士基金项目(2014BSJJ061)

  • 中图分类号: O645

Study on preparation and properties of highly elastic dual-network hydrogels

  • Received Date: 2017-09-13
    Available Online: 2017-11-15

    CLC number: O645

  • 摘要: 以丙烯酸和琼脂为主要原料、Fe2+/过硫酸铵为氧化/还原引发体系,制备具有高弹性的双网络水凝胶.通过研究丙烯酸和Fe2+含量对水凝胶性能的影响,得出适宜的工艺条件为琼脂溶液质量浓度1%,丙烯酸质量分数30%,过硫酸铵质量分数1.5%,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺质量分数0.3%,硫酸亚铁质量分数0.050%.对该条件下制备的水凝胶的力学性能进行分析测试发现,水凝胶的断裂拉伸率可达225%,抗压能力可达4 MPa,具有良好的拉伸和压缩性能.利用SEM,IR对该水凝胶进行微观形貌分析和结构表征发现,水凝胶的微观形貌具有纤维网络结构,纤维直径约为100 nm,琼脂与聚丙烯酸之间存在分子间氢键作用,Fe3+与聚丙烯酸分子中的羧酸基因发生了金属络合作用.
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  • 收稿日期:  2017-09-13
  • 刊出日期:  2017-11-15
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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樊凯奇, 贾彩敬, 赵帅, 等. 高弹性双网络水凝胶的制备及其性能研究[J]. 轻工学报, 2017, 32(6): 35-42. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2017.6.005
引用本文: 樊凯奇, 贾彩敬, 赵帅, 等. 高弹性双网络水凝胶的制备及其性能研究[J]. 轻工学报, 2017, 32(6): 35-42. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2017.6.005
FAN Kai-qi, JIA Cai-jing, ZHAO Shuai, et al. Study on preparation and properties of highly elastic dual-network hydrogels[J]. Journal of Light Industry, 2017, 32(6): 35-42. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2017.6.005
Citation: FAN Kai-qi, JIA Cai-jing, ZHAO Shuai, et al. Study on preparation and properties of highly elastic dual-network hydrogels[J]. Journal of Light Industry, 2017, 32(6): 35-42. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2017.6.005

高弹性双网络水凝胶的制备及其性能研究

  • 郑州轻工业学院 材料与化学工程学院, 河南 郑州 450001;
  • 天津大学 化工学院, 天津 300072
基金项目:  国家自然科学基金项目(21276188,21606211);河南省科技攻关项目(152102210358);河南省高等学校重点科研项目(16A530010);郑州轻工业学院科研基金项目(2015XJJZ032);郑州轻工业学院博士基金项目(2014BSJJ061)

摘要: 以丙烯酸和琼脂为主要原料、Fe2+/过硫酸铵为氧化/还原引发体系,制备具有高弹性的双网络水凝胶.通过研究丙烯酸和Fe2+含量对水凝胶性能的影响,得出适宜的工艺条件为琼脂溶液质量浓度1%,丙烯酸质量分数30%,过硫酸铵质量分数1.5%,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺质量分数0.3%,硫酸亚铁质量分数0.050%.对该条件下制备的水凝胶的力学性能进行分析测试发现,水凝胶的断裂拉伸率可达225%,抗压能力可达4 MPa,具有良好的拉伸和压缩性能.利用SEM,IR对该水凝胶进行微观形貌分析和结构表征发现,水凝胶的微观形貌具有纤维网络结构,纤维直径约为100 nm,琼脂与聚丙烯酸之间存在分子间氢键作用,Fe3+与聚丙烯酸分子中的羧酸基因发生了金属络合作用.

English Abstract

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