水凝膠畢業(yè)論文答辯

NVP/HEMA共聚物水凝膠及性能測試

報告人：周靜指導人：羅祥林教授陳元維老師牟亮研究生

目錄總結(jié)以及進一步工作設想4研究背景及意義1水凝膠的性能測試32水凝膠的制備第一局部研究背景及意義背景介紹水凝膠是具有三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的交聯(lián)聚合物,它能夠在水中溶脹至平衡并保持大量水分,而又不溶解于水。水凝膠是一種重要的功能高分子材料,是當前材料科學的研究熱點之一。水凝膠的應用創(chuàng)傷敷料藥物載體角膜接觸眼鏡形狀記憶材料組織工程支架材料保水抗旱研究意義

由于高分子水凝膠具有緩慢釋放及毒性小的特點，使其在醫(yī)藥和醫(yī)療方面也極具應用價值：軟接觸眼鏡就是高分子水凝膠作為生物醫(yī)用材料使用最為成功的例子而作為藥物控制釋放材料或者醫(yī)用敷料的研究意義重大。作為敷料的優(yōu)點：吸收能力強，吸收滲液后可形成凝膠，與創(chuàng)面結(jié)合良好易于更換，在傷口愈合的過程中，凝膠不會粘連傷口防止傷口感染，低毒甚至沒有什么毒性，還可負載各種藥物水凝膠的研究現(xiàn)狀pH敏感水凝膠溫度敏感性水凝膠電場敏感性水凝膠光敏感性水凝膠NVP-HEMA水凝膠研究現(xiàn)狀目前NVP-HEMA二元共聚物水凝膠主要用于軟性親水接觸鏡，其含水量38％～42％，其保濕性和生物相容性、透氧性均不是很理想。

課題的提出因此，我們用HEMA和NVP作為單體，BPO為引發(fā)劑，N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺作為交聯(lián)劑進行共聚合，希望得到的產(chǎn)品同時具備PVP與PHEMA的優(yōu)異性能。同時我們通過改變反響條件和配方，測定其各種性能，以擴大其使用范圍。第二局部水凝膠的制備水凝膠的制備HEMANVP引發(fā)劑：BPON,N'-亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑：NVP:HEMA=7:3反響溫度：80℃反響時間：24小時或36小時反響環(huán)境：N2保護通過改變引發(fā)劑BPO和交聯(lián)劑的用量來改善水凝膠的綜合性能，擴展其應用范圍第三局部水凝膠的性能測試水凝膠平衡溶脹度的測定水凝膠吸水速率測定水凝膠拉伸強度測定水凝膠性能測試單體轉(zhuǎn)化率測定單體轉(zhuǎn)化率測定80。C枯燥至衡量泡于蒸餾水中透析足夠長時間稱其質(zhì)量m2計算方法：轉(zhuǎn)化率=m2/m1×100%反響完畢后，稱取水凝膠的質(zhì)量m1引發(fā)劑用量交聯(lián)劑用量反應時間轉(zhuǎn)換率1‰024小時44.33%0.1‰60.46%0.3‰69.11%0.5‰66.21%2‰046.16%0.1‰59.07%0.3‰62.62%0.5‰67.95%1‰64.26%3‰048.30%2‰036小時50.94%0.1‰57.25%表1單體轉(zhuǎn)化率水凝膠平衡溶脹度測定稱取適量水凝膠材料80。C枯燥至衡量稱其質(zhì)量m1用蒸餾水浸泡至溶脹平衡稱其質(zhì)量m2計算方法：平衡溶脹度W%=〔m2-m1〕/m1×100%引發(fā)劑用量交聯(lián)劑用量反應時間平衡溶脹度g/g重復吸水平衡溶脹度g/g1‰024小時7.9910.590.1‰6.686.790.3‰5.515.650.5‰4.894.992‰020.6721.640.1‰9.118.370.3‰6.997.150.5‰4.634.681‰4.204.173‰040.1142.132‰036小時22.6822.250.1‰8.909.29表2平衡溶脹度和重復吸水平衡溶脹度稱取一定量的水凝膠材料在800C下枯燥至衡量，稱其質(zhì)量m1，然后用蒸餾水浸泡，每隔半小時測定其質(zhì)量m2，m3，m4等，由此可計算出此水凝膠材料在不同時間段的吸水速率。水凝膠吸水速率測定圖1未加交聯(lián)劑，不同引發(fā)劑用量時吸水速率

未加交聯(lián)劑時，吸水速率隨著引發(fā)劑用量的增加而加快。圖2不同引發(fā)劑和交聯(lián)劑時的吸水速率

吸水速率隨著交聯(lián)劑用量的增加而降低，隨著引發(fā)劑的用量增加而增加；當交聯(lián)劑用量較高時，引發(fā)劑用量對吸水速率的影響不大圖3不同反響時間對吸水速率的影響反響時間雖然對吸水速率有一定的影響，但對平衡吸水率影響不大。圖4BPO1‰不同交聯(lián)劑的吸水速率和重復吸水速率1-1為未加交聯(lián)劑吸水速率，1-2為未加交聯(lián)劑重復吸水速率2-1為交聯(lián)劑0.1‰重復吸水速率，2-2為交聯(lián)劑0.1‰吸水速率3-1為交聯(lián)劑0.3‰重復吸水速率，3-2為交聯(lián)劑0.3‰吸水速率4-1為交聯(lián)劑0.5‰重復吸水速率，4-2為交聯(lián)劑0.5‰吸水速率圖5BPO2‰不同交聯(lián)劑的吸水速率和重復吸水速率1-1為未加交聯(lián)劑吸水速率1-2為未加交聯(lián)劑重復吸水速率2-1為交聯(lián)劑0.1‰吸水速率2-2為交聯(lián)劑0.1‰重復吸水速率3-1為交聯(lián)劑0.3‰重復吸水速率3-2為交聯(lián)劑0.3‰吸水速率4-1為交聯(lián)劑0.5‰重復吸水速率4-2為交聯(lián)劑0.5‰吸水速率5-1為交聯(lián)劑1‰吸水速率5-2為交聯(lián)劑1‰重復吸水速率圖6BPO2‰反響時間36小時的吸水速率和重復吸水速率引發(fā)劑用量1‰2‰交聯(lián)劑用量00.1‰0.3‰0.5‰00.1‰0.3‰0.5‰拉伸強度MPa0.5371.0500.9240.5750.3160.5630.8371.013

表3水凝膠拉伸強度拉伸強度隨著引發(fā)劑用量增加而降低，其原因可能是引發(fā)劑用量較高時，反響速度較快，但分子量較小，分子鏈較短，大分子間的纏結(jié)作用不強，分子間作用力小，因此拉伸強度較低。第四局部總結(jié)及進一步工作設想全文總結(jié)本文以HEMA和NVP為單體，BPO為引發(fā)劑，N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑進行自由基共聚合，合成了HEMA/NVP二元共聚物水凝膠。并且初步測試合成的水凝膠材料吸水速率，平衡溶脹度，單體轉(zhuǎn)化率，重復吸水速率，重復吸水平衡溶脹度，拉伸強度，大致討論了引發(fā)劑用量，交聯(lián)劑用量，反響時間對材料性能的影響。進一步工作設想從本實驗目前的結(jié)果來看，水凝膠的力學性能還不夠理想，可以從改變單體比例，參加第三單體，改變反響溫度等方面著手，來嘗試提高材料的力學性能，改善材料綜合使用價值。另外，還可以將目前已有的制作水凝膠的配方用于載藥方面的嘗試，為以后將其用于醫(yī)用敷料方面提供一定的參考。致