纤维素制备水凝胶的研究.ppt

周口师范学院本科毕业论文纤维素制备水凝胶的研究指导教师:姚新建(教授)学生:文俊俊1背景部分1实验部分实验部分2实验小结3主要内容2背景部分纤维素是一种储存量多、可降解、可再生的绿色资源,属多羟基化合物并有亲水性。天然的纤维素是无味的白色丝状物。纤维素在室温下比较稳定,因为纤维素分子间存在氢键。纤维素是合成水凝胶的主要原料之一,来源丰富,价格低廉,因此有很大的发展前景。[1] Zhu Shengdong,Wu Qiming,etal.[J],Green Chem,2006,8(4):325.[2] 景占鑫,孙晓锋,王海洪,等. [J]. 材料导报,2012,07:83-,是纤维素的羧甲基团取代产物;含有多羟基多羧基的高分子多糖,是白色絮状的纤维粉末,无味、无毒性;本身就具有一定的吸水能力,因此,由该材料制备的水凝胶不仅含水量高,而且生物降解性好;易溶于水,能形成具有一定黏度的透明状的中性或者微碱性溶液。水凝胶是一类三维网状结构的聚合物,作为一种高吸水性材料,具有很强的吸水、保水性能,在水中能够溶胀吸收大量的水而自身又不会溶解。水凝胶可应用在许多领域。如:日常用品、生物医学、农业、工业用品、化学化工、建筑等领域。近几年来,我国对水凝胶的需求是越来越大,所以研究水凝胶对未来的发展有着重要的作用。[1]聂华荣,柳明珠.[J].功能高分子学报,2003,16(4):553-556.[2]叶青,孙晓锋,景占鑫,王广征,李亚婧. [J]. 现代化工,2012,05:62-(CMC) 实验部分丙烯酸(AA) 3ml过硫酸铵 N,N-亚甲基双丙烯酰胺80℃恒温水浴水凝胶一、制备水凝胶的实验流程图碱纤维素碱化NaOH、30℃、1h醚化 CH3COOCI、65℃、2h无水乙醇洗涤至中性抽滤、烘干反应6h5实验部分二、水凝胶性能的测定1、水凝胶吸水率的测定 准确称取一定质量干燥的水凝胶放入盛有蒸馏水的烧杯中,放置一定的时间,至水凝胶达到吸水平衡,再称量吸水后水凝胶的质量。根据下面的公式计算吸水率: Q=(m2-m1)/ m1式中:Q:吸水率 m1:干燥的水凝胶的质量,m2: 吸水平衡后水凝胶的质量。2、保水性能将纯化后的水凝胶取出,称取相同质量的两块水凝胶置于表面皿上,分别在25℃、60℃的环境下,每隔2小时,称量水凝胶的质量,称重后立刻放回原处。根据下面的式子可以计算保水率: W=(m4/m3)×100%式中:W:保水率 m4:干燥后水凝胶的质量,m3:干燥前水凝胶的质量。6三、水凝胶的结果分析 1、水凝胶的保水性能曲线实验部分2468101286889092949698100保水率/%时间/h25℃60℃8h 25℃ W=% 60℃ W=%7实验部分2468101214220240260280300320340360380400吸水率/%时间/h2、水凝胶的吸水率曲线该类水凝胶是一种高分子电解质,通过渗透压完成吸水。水凝胶的网络结构中接点数增加,孔隙减小。8 3、引发剂用量对水凝胶吸水性能的影响实验部分051015202530354045150200250300350400吸水率/%CMC与引发剂的比例引发剂一般是带有弱键、易分解成活性种的化合物,能引发单体进行聚合反应的物质。引发剂种类很多,包括过氧化合物、偶氮类及氧化还原引发剂等。引发剂用量对水凝胶吸水性能的影响还是很大的。[1] 龙明策,王鹏,郑彤. [J]. 高分子材料科学与工程,2002,05:31-35[2] 刘翠云,陆昶,宋文生,等. [J]. 广州化工,2007,03:35- 4、/%交联剂含量/%交联剂是在线型分子间起桥联作用,使多个线型分子相互交联成网络结构的物质。交联剂用量是形成三维网状结构大小的关键因素。[1] 鲍莉,申艳敏,张胜利.[J]. 化工进展,2010,S1:606-608.[2] 陈世兰,贾云,陈勇,等. [J]. 重庆科技学院学报,2011,03:122-