發(fā)布時(shí)間：2017-10-12 10:24

  本文關(guān)鍵詞：基于瓜環(huán)凝膠的宏觀組裝及環(huán)境響應(yīng)性研究

  更多相關(guān)文章： 瓜環(huán) 凝膠 自愈性 宏觀組裝 環(huán)境響應(yīng)性

【摘要】：瓜環(huán)的外部具有親水性、內(nèi)部疏水性及端口羰基高負(fù)電性,這種特殊的結(jié)構(gòu)使其在分子組裝領(lǐng)域有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。本文將瓜環(huán)的分子組裝原理應(yīng)用于水凝膠的宏觀組裝,制備了具有特殊pH響應(yīng)性和氧化還原響應(yīng)性的水凝膠。通過(guò)環(huán)境的改變(pH、氧化性、還原性)可以控制凝膠組裝的可逆性,具體如下:用瓜環(huán)代替?zhèn)鹘y(tǒng)丙烯酰胺類水凝膠的交聯(lián)劑N,N-亞甲基雙丙烯酰胺,制備了七元瓜環(huán)/聚丙烯酰胺水凝膠(CB[7]/PAAm gel);采用傅里葉紅外光譜和氫核磁共振技術(shù)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征;研究了CB[7]/PAAm gel的自組裝性能和pH響應(yīng)性及其力學(xué)性能。結(jié)果表明:CB[7]/PAAm gel具有自組裝特性,在室溫情況下,凝膠的自組裝需要數(shù)天,而在70℃加熱情況下,凝膠自組裝僅需要2 h;在強(qiáng)堿性環(huán)境中,CB[7]/PAAm gel向溶膠轉(zhuǎn)變,而在酸性時(shí),溶膠又會(huì)轉(zhuǎn)變成凝膠,這種轉(zhuǎn)變是可逆的,從而獲得一種新型的pH響應(yīng)性的水凝膠;另外,酸性環(huán)境下制備的CB[7]/PAAm gel其抗拉能力大于中性環(huán)境下制備的CB[7]/PAAm gel。合成了丙烯氧基七元瓜環(huán)((C3H5O)1CB[7]),制備了丙烯氧基七元瓜環(huán)/聚丙烯酰胺水凝膠((C3H5O)1CB[7]/PAAm gel);合成了甲酸二茂鐵及二茂鐵甲酸(2-丙烯酰氧乙基)酯,制備了二茂鐵/聚丙烯酰胺水凝膠(Fc/PAAm gel);采用氫核磁共振技術(shù)對(duì)(C3H5O)1CB[7]/PAAm gel及Fc/PAAm gel的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征;并研究了(C3H5O)1CB[7]/PAAm gel與Fc/PAAm gel的宏觀組裝性及其氧化還原性。結(jié)果表明:當(dāng)原料用量為丙烯酰胺1.3 g,N,N-亞甲基雙丙烯酰胺0.06 g,偶氮二異丁腈0.02 g,二甲基亞砜10 mL時(shí),制備形成的水凝膠有利于宏觀組裝;(C3H5O)1CB[7]/PAAm gel與PAAm gel不能進(jìn)行宏觀組裝,(C3H5O)1CB[7]/PAAm gel與Fc/PAAm gel可以進(jìn)行宏觀組裝;(C3H5O)1CB[7]/PAAm gel,Fc/PAAm gel宏觀組裝體在氧化劑NaClO水溶液中可以分開(kāi),而在還原劑谷胱甘肽水溶液中重新進(jìn)行組裝。(C3H5O)1CB[7]/PAAm gel,Fc/PAAm gel是一種具有氧化還原響應(yīng)性的新型宏觀組裝材料。
【關(guān)鍵詞】：瓜環(huán) 凝膠 自愈性 宏觀組裝 環(huán)境響應(yīng)性
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O648.17
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-11
• 1 緒論11-29
• 1.1 超分子研究現(xiàn)狀11-13
• 1.1.1 分子識(shí)別11
• 1.1.2 分子自組裝11-12
• 1.1.3 超分子催化12
• 1.1.4 超分子器件12-13
• 1.1.5 瓜環(huán)為主體的超分子組裝13
• 1.2 超分子水凝膠的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 氫鍵作用14
• 1.2.2 金屬配位作用14-15
• 1.2.3 主客體作用15
• 1.3 智能水凝膠15-17
• 1.3.1 溫度敏感型水凝膠15-16
• 1.3.2 pH敏感型水凝膠16
• 1.3.3 電場(chǎng)敏感型水凝膠16-17
• 1.3.4 光敏感型水凝膠17
• 1.3.5 化學(xué)物質(zhì)敏感型水凝膠17
• 1.4 智能水凝膠的應(yīng)用17-18
• 1.4.1 組織工程18
• 1.4.2 化學(xué)器件18
• 1.5 宏觀組裝材料的研究現(xiàn)狀18-19
• 1.6 課題意義及研究?jī)?nèi)容19-21
• 參考文獻(xiàn)21-29
• 2 瓜環(huán)/聚丙烯酰胺凝膠(CB[n]/PAAm gel)的制備及表征29-43
• 2.1 引言29
• 2.2 CB[7]/PAAm gel的制備29-32
• 2.2.1 試劑與儀器29-30
• 2.2.2 丙烯酰胺水凝膠(PAAm gel)的制備30-31
• 2.2.3 CB[n]代替BIS作為交聯(lián)劑制備CB[n]/PAAm gel31-32
• 2.2.4 不同丙烯酰胺配比的CB[n]/PAAm gel的制備32
• 2.2.5 pH對(duì)CB[7]/PAAm gel的制備的影響32
• 2.3 CB[7]/PAAm gel的表征試驗(yàn)32-33
• 2.3.1 傅里葉紅外光譜分析(FT-IR)32
• 2.3.2 核磁共振光譜分析~1H NMR32-33
• 2.4 結(jié)果與討論33-37
• 2.4.1 交聯(lián)劑BIS對(duì)PAAm gel制備的影響33
• 2.4.2 瓜環(huán)取代BIS作為交聯(lián)劑制備丙烯酰胺水凝膠33-35
• 2.4.3 CB[n]/PAAm gel的制備35
• 2.4.4 pH對(duì)制備的CB[7]/PAAm gel的影響35-37
• 2.5 CB[7]/PAAm gel表征37-39
• 2.5.1 CB[7]/PAAm gel分子結(jié)構(gòu)37
• 2.5.2 CB[7]/PAAm gel紅外分析37-38
• 2.5.3 CB[7]/PAAm gel ~1H NMR分析38-39
• 2.6 本章小結(jié)39-40
• 參考文獻(xiàn)40-43
• 3 CB[7]/PAAm gel宏觀自組裝的性能研究43-59
• 3.1 引言43-44
• 3.2 試驗(yàn)儀器44-45
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)所用的試劑和儀器規(guī)格44-45
• 3.3 實(shí)驗(yàn)部分45-46
• 3.3.1 CB[7]/PAAm gel宏觀自組裝的影響因素試驗(yàn)45
• 3.3.2 不同聚合度CB[n]/PAAm gel的自組裝及CB[n]/PAAm gel與PAAmgel宏觀組裝試驗(yàn)45
• 3.3.3 CB[n]/PAAm gel的宏觀自組裝試驗(yàn)45
• 3.3.4 CB[7]/PAAm gel對(duì)pH響應(yīng)性試驗(yàn)45
• 3.3.5 CB[7]/PAAm gel的溶膠凝膠轉(zhuǎn)變?cè)囼?yàn)45-46
• 3.3.6 CB[7]/PAAm gel的力學(xué)性能試驗(yàn)46
• 3.4 結(jié)果與討論46-55
• 3.4.1 CB[7]/PAAm gel的宏觀自組裝原理46-47
• 3.4.2 不同丙烯酰胺量對(duì)CB[7]/PAAm gel的自組裝影響47
• 3.4.3 CB[n]/PAAm gel的宏觀自組裝性能研究47-49
• 3.4.4 PAAm gel與CB[7]/PAAm gel的宏觀組裝研究49
• 3.4.5 pH=0 環(huán)境下制備的CB[7]/PAAm gel的溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變研究49-50
• 3.4.6 pH環(huán)境對(duì)CB[7]/PAAm gel的自愈的影響50-51
• 3.4.7 酸性pH=0 環(huán)境中制備的CB[7]/PAAm gel的力學(xué)性能研究51-53
• 3.4.8 CB[7]/PAAm gel的pH響應(yīng)性研究53-54
• 3.4.9 CB[7]/PAAm gel自組裝機(jī)理分析54-55
• 3.5 本章小結(jié)55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 4 (C_3H_5O)_1CB[7]/PAAm gel凝膠與Fc/PAAm gel的宏觀組裝研究59-75
• 4.1 引言59
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分59-65
• 4.2.1 試劑與儀器59-61
• 4.2.2 (C_3H_5O)_1CB[7]單體的制備61
• 4.2.3 主體(C_3H_5O)_1CB[7]/PAAm gel的制備61-62
• 4.2.4 BIS用量對(duì)PAAm gel軟硬性影響試驗(yàn)62
• 4.2.5 (C_3H_5O)_1CB[7]/PAAm gel的合成試驗(yàn)62-63
• 4.2.6 甲酸二茂鐵的合成63
• 4.2.7 二茂鐵甲酸(2-丙烯酰氧乙基)酯(AEEC)的合成63-64
• 4.2.8 二茂鐵水凝膠(Fc/PAAm gel)的合成64
• 4.2.9 (C_3H_5O)_1CB[7]/PAAm gel和Fc/PAAm gel的宏觀組裝試驗(yàn)64
• 4.2.10 (C_3H_5O)_1CB[7]/PAAm gel和Fc/PAAm gel宏觀組裝凝膠的氧化還原響應(yīng)性實(shí)驗(yàn)64-65
• 4.2.11 (C_3H_5O)_1CB[7]/PAAm gel和Fc/PAAm gel凝膠的~1H NMR65
• 4.3 結(jié)果與討論65-69
• 4.3.1 原料配比對(duì)PAAm gel的軟硬性的影響65
• 4.3.2 (C_3H_5O)_1CB[7]/PAAm gel的~1H NMR分析65-66
• 4.3.3 Fc/PAAm gel ~1H NMR分析66-67
• 4.3.4 (C_3H_5O)_1CB[7]/PAAm gel分別與PAAm gel和Fc/PAAm gel的宏觀組裝分析67-68
• 4.3.5 (C_3H_5O)_1CB[7]/PAAm gel與Fc/PAAm gel的宏觀組裝與還原響應(yīng)性分析68-69
• 4.3.6 (C_3H_5O)_1CB[7]/PAAm gel與Fc/PAAm gel的宏觀組裝機(jī)理69
• 4.4 本章小結(jié)69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 5 結(jié)論與展望75-76
• 5.1 結(jié)論75
• 5.2 展望75-76
• 致謝76-77
• 攻讀碩士研究生學(xué)位期間發(fā)表論文77

，

本文編號(hào)：1018171