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水凝胶合成

Overview

资料来源:犹他州大学材料科学与工程系的安伯·巴伦、阿什利娅·帕特森和泰勒·斯帕克斯

水凝胶是一种多功能的交叉链接聚合物,通过相对简单的程序生产,材料通常价格便宜。它们可以通过溶液形成,并涉及由单体试剂形成的聚合物骨干,一种使聚合物反应的起重器,以及将聚合物链结合在一起的交联物种。这些材料的一个重要方面是,它们在水中膨胀,但这种反应可以进一步调整,以增强膨胀作为盐度,pH或其他信号的函数。作为最终产品,水凝胶可用于水环境或干燥环境中,具有一系列有用的特性,如灵活性、高吸光性、透明度和隔热性。它们通常用于液体吸收、传感器、消费品和药物输送。

Procedure

预凝胶溶液是在1000μl试管中创建的;表1列出了材料、聚合作用和添加量。

材料 目的 结构 摩尔百分比
2,2-二甲氧-2-苯基-乙苯酚(DMPAP) 免费读取器(光发器) Equation 5  0.0012
2-羟基丙烯酸酯

(赫马)

聚合物骨干

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Results

最终的水凝胶单体如图7所示,合成的水凝胶如图8所示。发现1分钟样本的肿胀程度约为136%,1.5分钟样本为387%,5分钟样本为81%。这些结果证明了交联程度或网络连接程度与膨胀能力之间的关系。聚合物分子之间的更多联系意味着这些聚合物链上具有更大的弹性抑制力,从而抑制它们膨胀到与较少交联的水凝胶相同的程度。

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Application and Summary

水凝胶合成是一种生产交联聚合物材料的技术,这种材料可以因液体、紫外线、pH或其他兴奋剂而膨胀。液体溶液组合合成有利于混合和形成水凝胶的简单性,但最终产品通常不纯,且往往含有低分子量的聚合物。这种特定的程序虽然简单,但涉及有毒和易燃的化学品,因此需要极其小心和预防措施。该方法生产的水凝胶可用于从药物输送到传感器到吸水性卫生产品的各种应用。

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