耐电压型聚P_NIPAAm_co_DMAEMA_水凝胶的合成与性能

放鹤

耐电压型聚P_NIPAAm_co_DMAEMA_水凝胶的合成与性能
龚涛，廖列文，周静，周新华，崔英德
仲恺农业工程学院绿色化工研究所，广州510225
) }/ j- C9 u  k" f$ G6 p摘要电场敏感水凝胶是由高分子三维网络与溶剂水组成的多元体系，并且在电场作用下会产生可逆弯曲或消溶胀的水凝胶。本文以异丙基丙烯酰胺（NIPAAm）和甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯（DMAEMA）为单体，N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，过硫酸铵和亚硫酸氢钠为氧化还原引发剂，采用水溶液聚合法制备了一系列电场敏感性水凝胶，研究了不同质量分数的NaCl 溶液、温度、接触电场对水凝胶溶胀率的影响。研究表明，合成的一系列P(NIPAAm-co-DMAEMA)水凝胶中，随着单体NIPAAm 量的增加，在去离子水中的平衡溶胀率下降，同时随着NaCl 质量分数的增加，平衡溶胀率下降，但即使在质量分数为0.9%的NaCl 溶液中，最大溶胀率仍达89g/g，即保水率44%；共聚得到的水凝胶LCST 温度在43℃左右，有望成为良好的温敏性材料。在接触电压刺激下，随着样品水凝胶中DMAEMA 含量的增加，水凝胶的质量保持率Rm依次减小。传统阴离子单体或阳离子单体聚合而成的水凝胶在电场作用下消溶胀十分明显，而本文采用阳离子单体与非离子单体共聚合成得到的水凝胶的Rm与时间的关系可以用拟合方程较好地描述，根据得到的拟合方程外推，该水凝胶在通电360min 后保水率仍可达53%。这种良好的耐电压性，使该水凝胶更好地应用于人工肌肉和仿生技术及人造保险丝。
& P; {8 z, ]$ u. L; H) _. ]9 i3 \关键词耐电压；N-异丙基丙烯酰胺；甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯；水凝胶
中图分类号O631.2，TB381 文献标识码A 文章编号1000-7857（2010）18-0047-05