响应pH的聚乙烯糖醇/聚烯酸交互透的聚合物网络水凝的交叉连接和胀特性
Uijung Hwang1, HoYeon Moon1, Junyoung Park1
1Department of Chemical and Biological Engineering, Korea University, Seoul 02841, Republic of Korea.
Polymers
|August 10, 2024
概括
这项研究开发了具有增强机械和热性能的pH响应的聚乙烯甘醇/聚烯酸互穿聚合物网络 (IPN) 水凝. 这些新的水凝表现出可调节的膨胀行为,这对于先进的材料应用至关重要.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 聚合物化学 聚合物化学
- 生物材料是一种生物材料.
背景情况:
- 聚合物网络对于各种应用是必不可少的,但控制它们的机械性能和响应性仍然是一个挑战.
- 相互透的聚合物网络 (IPN) 提供了一种途径来结合不同聚合物系统的特性.
- 响应pH的水凝对于需要控制膨胀和释放的应用是可取的.
研究的目的:
- 为了研究响应pH的聚乙烯糖醇/聚烯酸 (PEG/PAA) IPN水凝的交叉连接动力学和膨胀特性.
- 为了比较IPN水凝与传统PEG单网络 (SN) 水凝的性能.
- 探索交联密度对PEG/PAA IPN水凝的机械,热和膨胀特性的影响.
主要方法:
- 通过PEGDA的UV诱导自由基聚合制造PEG-SN水凝.
- 顺序的紫外线固化在预先形成的PEG水凝中形成PAA网络,产生PEG/PAA IPN.
- 使用风湿学分析,热重力测量分析 (TGA) 和差分扫描热度计 (DSC) 进行表征.
主要成果:
- 与PEG-SN水凝相比,PEG/PAA IPN水凝具有更高的存储模量 (G') 和更好的机械性能.
- 交叉连接密度的增加,特别是在PEG/PAA-IPN5中,导致了热稳定性的提高.
- 水凝表现出pH反应性胀,由于结合而收缩在PAA的pKa以下,并且由于电离和透力而扩展在PAA以上.
结论:
- 与PEG-SN水凝相比,PEG/PAA IPN水凝由于交叉连接的密度更高,因此具有更好的机械和热性能.
- 通过调整PAA网络的交联密度,可以有效调整pH响应的膨胀行为.
- 这些发现凸显了PEG/PAA IPN水凝在需要可调节的机械强度和可控膨胀的应用中的潜力.
