聚季铵盐水凝胶制备工艺的初探(2)
2.4 产物的评价指标 12
2.4.1 特征黏度值的测定 12
2.4.2 单体转化率的测定 13
2.4.3 溶胀度的测定 13
2.5 实验仪器与试剂 14
2.6 实验结果与讨论 15
2.6.1 正交实验 15
2.6.2 单因素影响实验 18
结 论 25
下一步工作建议 26
致 谢 27
参考文献 281 引言
1.1 水凝胶的简介
水凝胶（Polymer hydrogel，简称PHG）是一种经适度交联而具有三文网络结构的新型功能材料。新一类PHGs是由美国农业部首先发现并报告的，他们称之为高吸水性聚合物（SAP）材料。研究者形容这类化合物是松散的、交联亲水聚合物，这些聚合物可以溶胀、会吸收和保留大量水或其它生物液体[ - ]，并且这些吸收液在一定压力下很难被取出[ ]。
1.2 水凝胶的特性和应用
水凝胶是通过高分子链的交联形成的立体网状结构。这些聚合物以共价键、氢键、范德华力或物理缠结来交联的。水凝胶含水量高、柔软、具有橡胶般的粘稠性和良好的生物相容性、最主要的性质是它高的吸水能力（AC）。水凝胶已应用于诸多领域，例如医药、药物输送、生物传感器、人工皮肤和肌肉、石油工业、农业、水处理和纺织行业。
1.3 水凝胶的种类
水凝胶种类繁多，可以根据原料来源、高分子网络的交联方式、交联结构、尺寸和形状进行分类，也可以根据带电荷的种类分为阳离子、阴离子以及两性离子水凝胶。
1.3.1 阳离子水凝胶
阳离子PHGs通常有胺等悬挂基团[ ]。这些PHGs更重要的参数是聚合物和周围介质的pH值之间pKb的关系。当周围介质的pH值比pKb低时，胺基将从NH2改变为NH3+，它将增加亲水性、静电斥力和溶胀率。这类PHGs主要是甲基丙烯酸(2-二乙胺基)乙酯、甲基丙烯酸(三甲胺基)丙酯氯化物和乙烯基吡啶盐的聚合物。
1.3.2 阴离子水凝胶
这一类的PHGs经常有羧酸或磺酸基团[6]。阴离子水凝胶聚合物重要的参数是聚合物和周围介质的pH值之间的pKa关系。当pKa是高于周围介质的pH值时，离子结构将提供更多的静电斥力，从而加强了溶胀性能[ ]。
1.3.3 两性离子水凝胶
两性水凝胶的分子链上同时含有阴、阳离子基团，所以该类水凝胶的“结构 -性能 ”关系取决于其分子链上离子基团的组成、分布以及离子基团间的静电作用等。一方面，因环境介质差异，水凝胶分子链上的电荷密度、离子基团的分布以及离子基团间的静电作用会影响分子链构象，进而影响水凝胶的体积相变（溶胀或收缩）；另一方面，水凝胶的分子链构象、环境介质也会对水凝胶分子链上的电荷密度、离子基团的分布以及离子基团间的相互作用产生影响[ ]。
1.4 PDMDAAC聚合物
1.4.1 结构与性质
聚二甲基二烯丙基氯化铵(polydimethyldiallyl ammonium chloride，简称PDMDAAC)。由于其独特的阳离子季铵盐分子结构和水溶性好、毒性低等性质一直广泛的应用于造纸、采煤、石油开采、日用化学品、生物、医药和水处理等领域。PDMDAAC 易溶于冰醋酸、甲醇和水，不溶于其他有机溶剂，无熔点。作为聚季铵盐之一，具有杀生性能，和其他阳离子型线型高分子相比，水溶液稳定性好PDMDAAC的结构主要有线形五元环结构和支链化结构两种，分别如图 1示。