PVA%2fPAA热交联水凝胶纤维的制备和pH敏感性能的研究.pdfVIP

PVA／PAA热交联水凝胶纤维的制备及pH敏感性能的研究 费建奇 顾利霞’ (东华大学纤维改性国家重点实验室，上海，200051) 目前聚乙烯醇／聚丙烯酸(PvA／P从)水凝胶有以下几种制各方法：PVA／PAA共混水溶液 反复冷冻一解冻制备物理交联凝胶；在PVA溶液中交联聚合AA单体，然后再交联PVA制各 pH和温度敏感性互穿网络(IPN)水凝胶。PvA／P从溶液共混、脱水、热处理制各pH敏感性 水凝胶。本文采用过硫酸胺(APS)为引发剂，在PVA水溶液中原位自由基聚合丙烯酸(AA) 单体，得到PvA／P从混合水溶液．采用硫酸胺凝固浴湿法纺丝制备了PvA／P从水凝胶纤维， 将纤维真空热处理得到热交联PvA／PAA水凝胶纤维；该纤维在环境电解质水溶液中呈现出 随着pH的增加，凝胶 DH敏感行为：溶胀度随凝胶网络中PAA含量的增加而增大(图一1)， 的溶胀度出现膨胀突变点．并在phi2．0左右出现最大值，之后随着pH的增加纤维溶胀度呈 下降趋势。在酸性条件下，凝胶网络中聚羧基处于未电离态，网络构像处于塌缩状态，因而 纤维的溶胀度低：溶液的pH大于聚羧基的p臣时，聚羧基离解，网络中聚阴离子之间静电斥 力增加．当克服凝胶网络的弹性限制后，溶胀行为发生突变，现象上类似于凝胶的相转变行 为，同时随着DH的增加，溶液中离子强度也进一步增加，对聚阴离子的静电屏蔽效应逐渐 增加，两种作用的结果导致纤维的溶胀度达到一最大值：随着pH的进一步增加，静电屏蔽 效应使得凝胶网络中聚阴离子之间静电斥力下降，凝胶的溶胀度下降。PM含量越高，pH．敏 感性越强．同时由于PVA含量较低，凝胶的网络弹性较低．膨胀突变点对应的pH越低。增 加热处理时间，凝胶纤维的溶胀度降低，凝胶溶胀突变点对应的pH越高(图一2)，这是由于 在纤维热处理过程中，聚羧基之间发生分子间和分子内脱水产生酸酐化反应，增加了大分 子之间的交联，降低了凝胶纤维的亲水性，同时羧基和羟基之间也发生酯化反应．增加凝胶 的网络弹性，降低凝胶的亲水性。导致凝胶纤维的溶胀度降低。增加热处理时间．凝胶纤维 的溶胀行为和延长热处理时间的效果相似(图一3)，热处理温度越高．上述反应越强烈，反 应程度越深，因而凝胶纤维的溶胀度也越低。水凝胶纤维的动态溶胀行为表明(图一4)，凝 胶纤维具有良好的动态可逆响应性能。其收缩速度远大于溶胀速度，这是由于在收缩过程中． llll 国 j一{一 翟一．一 ，．．j_j毋了 ”m}- l} H『 黧 柑}= ．，．．．．．。-彩一 卧．m畦蕾善‰蝴 ＆一；‰蝴 1，E-maih ‘通讯联系人：费建奇．末华大学材料学院．邮编：20005 jj卸qi任j@263．n瞪 ‘17l 苎 竺 竺 囝 广，，卜 ． ．、』●． ¨ ．．．．． 蜀嗣矧盈盛鼎翻裂鼙 燮譬“一-．：【一．：“【_ ．．0，：[ ．。一 一一 —●叫J1—，叫●葶-J1丑 觥些 Jl～。∥㈠；：兰 一J一 ：_J一