聚乙烯醇PVA水凝胶的制备及应用ppt课件.ppt

聚乙烯醇 PVA 水凝胶的制 备及应用 1 PVA水凝胶 聚乙烯醇 PVA 是一种应用极为广泛的水溶性 高分子材料 而以其为原料制备的水凝胶是以水为 介质的凝胶 是一种高分子网络体系 它能保持一 定的形状并具有一系列独特性能 PVA水凝胶除了 具备一般凝胶的性能外 还具有低毒性 机械性能 良好 高弹性模量和高机械强度 吸水量大和生物 相容性好等优点 在生物医学领域具有广泛的应用 2 PVA水凝胶的制备方法 物理交联法 化学交联法 反复冷冻法 冻结 部分脱水法 辐射交联 化学试剂交联 3 物理交联法 反复冷冻冻法 按配比称取PVA 量取去离子水 把 PVA 在搅拌条件下 置85 90 可根据不同情况进行调节 恒温油浴中溶解完全 也可在60 静置保温30min 以 除去溶液中的气泡 放入 20 可根据不同情况进行调 节 的冰箱里 冷冻24 h 可根据不同情况进行调节 在 室温下解冻1 h 可根据不同情况进行调节 称为一次冷 冻 融溶循环 用这种方法分别制备不同浓度 相同循环 次数和相同浓度 不同循环次数的PVA 水凝胶 4 物理交联法 冻结冻结 部分脱水法 是将PVA 水溶液冷冻 后置于真空下脱去10 20 的水 所得到 的水凝胶的结构与性能类似于反复冻结 法 5 物理交联法 特点 分子链间通过氢键 和微晶区形成三维网络 即物理交联 点 这些交联点随温度等外界条件的变化而变化 故物理交联过 程是可逆的 优优点 不使用有毒性的有机交联剂 保持了良好的生物相容性 属于可逆性水凝胶 随着环境参数的变化 可以使物理交联点改 变 还可以被溶解 方法简单简单 经反复解冻 水凝胶具有高强度 高弹弹性 含水率高 缺点 通过物理交联法制得的PVA 水凝胶 其交联联网状结结构不是 很牢固 受外界影响较较大 聚合物的交联联分布不均匀 在未加入 任何添加剂的情况下 所得到的水凝胶一般光学透明性不好 并 且交联联度难难于控制 制备过程一般都需要几天时间 设备设备 耗能 大 制作周期长长 所得水凝胶力学性能也相对较对较 差 6 物理交联法 改进进 将PVA 溶解 在二甲基亚砜 DMSO 和水组成的混合溶剂 中 在低温条件下冷却 该溶液 经过一段时间 后 由于PVA 分子的结 晶而形成凝胶 然后用 水完全取代凝胶中的 DMSO 可得到具有高 伸张强度 高含水且 透明的PVA 水凝胶 7 物理交联法 影响因素 PVA分子量 PVA浓浓度 冷冻冻条件 解冻冻条件 循环环次数 有研究表明 PVA水凝胶的拉伸强度和拉伸模量随 凝胶的浓浓度和冷冻冻解冻冻次数的增加而增大 最高拉 伸强度可达2 27MPa 但当浓度大于20 时 溶液 粘度较大 分子量较大时影响微晶的形成显著 所 以常用浓浓度在7 15 之间间 冷冻温度不仅影响 冷冻动力学而且影响界面间相平衡 20 是常用的 冷冻冻温度 8 物理交联法 所需设备仪设备仪 器 大概 电电子天平 恒温水 油 浴箱 带带磁力搅搅拌 恒温磁力搅搅拌器 相关模具 冷冻冻存储储箱or冰箱 相关容器等 9 化学交联法 化学试剂试剂 交联联 是采用化学交联剂 使得PVA 分子间发 生化学交联而形成凝胶 常用的交 联剂 有醛类 硼酸 环氧氯丙烷以及可以 与PVA 通过配位络合形成凝胶的重金属盐等 等 举举例 以环氧氯丙烷为 交联剂 化学交联方法制备聚乙烯醇水凝胶膜 称取 聚乙烯醇 量取 蒸馏水 加入三口瓶中 在 温度 下搅拌溶解 缓慢加入 环氧氯丙烷 待完全溶解后加入 氢氧化 钾 事先配制成溶液 搅拌均匀 将溶液滴在玻片上 用丝棒涂布器涂膜 室温下静置 用 的蒸馏水洗涤水凝胶膜直至洗液呈中性 将水凝胶 膜置于 真空烘箱中干燥至恒重 10 化学试剂交联 优优点 相比物理交联 保水性和某些力学强度 有一定提高 缺点 化学试剂交联由于采用交联剂 交联后有 交联剂残留问题 难难以得到高纯纯度PVA 交联产联产 物 并且随着聚合物交联反应的进行 不断增高的溶体粘 度使交联剂在基体中的分散性较差 出现不均匀交 联联 局部发生 焦烧 现象 并且化学交联难难以控 制交联联度 透明性不好 含水量不高 11 化学试剂交联 影响因素 PVA聚合度 醇解度等分子结结构参数 反应应温度 反应时间应时间 等合成工艺艺参数 交联剂联剂 用量 疏水单单体用量等化学组组成 12 化学试剂交联 所需设备仪设备仪 器 大概 电电子天平 恒温水 油 浴箱 带带磁力搅搅拌 真空烘箱 相关容器等 13 辐射交联 辐辐射交联联 是利用 射线 电子束 X光 及紫外线等直接辐射PVA 水溶液或辐射用 物理交联法制成的PVA 水凝胶 14 辐射交联 优优点 辐射交联采用的高能射线能均匀地作用在材料上 聚 合物的交联联点分布均匀 并且交联联度易于控制 能满足对聚 合物交联密度要求较高的场合 辐照交联的另一独到之处在 于无需添加引发剂发剂 或交联剂联剂 产产物纯纯度高且具有较较好的光学 透明度 并且在加工过程中还可同步实现实现 消毒的作用 辐辐射 交联时间联时间 短 节约节约 能源 尤其在医用高分子材料领域具有明 显优势 和巨大的应用前景 缺点 力学强度不高 抗蠕变变性差 同时强烈的反应条件常 常造成某些优异性能的损失 射线线 钴源产生 辐射水凝胶 材料具有操作不方便 辐射剂量不精确 交联程度不易控制 等问题 15 辐射交联 影响因素 O2 添加剂剂 辐辐射类类型 聚合物的结结晶度 溶剂剂 温度等 16 辐射交联 所需设备仪设备仪 器 大概 电电子天平 辐辐射源 如60CO 射线辐线辐 射源 电电子加速器 相关容器等 17 PVA水凝胶的应用 药物缓释载 体及微胶囊 在伤口敷料方面的应用 人工器官组织 智能材料 18 此课件下载可自行编辑修改 供参考 感谢您的支持 我们努力做得更好 。