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季铵化壳聚糖/聚苯乙烯半互穿水凝胶的制备及溶胀动力学

王吉林 , 王璐璐

高分子材料科学与工程

利用高季铵化取代度的季铵化壳聚糖(QCS)和苯乙烯单体为原料,借助原位乳液聚合、交联的手段制备具有半互穿网络结构的高分子凝胶.该凝胶具有较高的力学强度和较快的溶胀速度,溶胀过程满足Schott's二级溶胀动力学方程.随凝胶中聚苯乙烯(PS)含量增加,凝胶的拉伸强度增强,断裂伸长率降低,热稳定性增强,含水量下降,吸水溶胀速度加快.当PS质量分数为21%时,干凝胶的拉伸强度为20 MPa,吸水溶胀过程在3 min内达到平衡.扫描电镜结果表明,凝胶结构中没有明显的相分离现象.同时,热稳定性测定结果表明,该凝胶具有良好的热稳定性能,最低分解温度高于150℃.

关键词: 聚苯乙烯 , 水凝胶 , 互穿网络 , 季铵化壳聚糖 , 溶胀速率

Gemini型分子在燃料电池用全互穿网络膜中的应用

张帆 , 王璐璐 , 王吉林 , 封瑞江 , 张扬

高分子材料科学与工程

以季铵化壳聚糖(QCS)、丙烯酰胺(AM)和Gemini型阳离子表面活性剂顺丁烯二酸二乙酯撑基双[辛烷基二甲基氯/溴化铵](G8-2-8)为原料,借助引发剂过硫酸钾(KPS)将AM与Gemini型分子引发聚合,生成嵌段聚合物.利用戊二醛(GA)将上述嵌段聚合物与QCS交联,制备具有全互穿网络结构的阴离子交换膜.结果表明,该膜具有较高的力学性能和电导率.另外,随着膜中G8-2-8质量分数的增加,电导率、含水率、离子交换量、断裂伸长率增加;拉伸强度下降.G8-2-8质量分数为20%的阴离子膜在70℃条件下,电导率高达6.56×10-2 S/cm.扫描电镜结果表明,Gemini分子引入后,膜表面致密均一,结构中没有明显的相分离现象;热稳定性测定结果表明,该膜具有良好的热稳定性能,最低分解温度高于200℃.

关键词: 季铵化壳聚糖 , Gemini型表面活性剂 , 丙烯酰胺 , 阴离子交换膜 , 全互穿网络

改性膨润土的制备及其对苯胺的吸附性能

郑东升 , 黄瑞华 , 王博 , 张增强

材料科学与工程学报

采用十六烷基三甲基溴化铵和壳聚糖季铵盐协同对钠基膨润土进行改性,制备了一种新型的吸附剂。研究了改性膨润土吸附苯胺的机理及其主要影响因素。实验结果表明,改性膨润土对苯胺的吸附几乎不受吸附温度和溶液酸碱性影响;并在较短的时间内到达吸附平衡。外加无机盐可促进改性土对苯胺的吸附,吸附过程遵循准二阶动力学模型。改性土适合处理高浓度苯胺溶液。当苯胺质量浓度为3 000mg/L时,其吸附容量达29.7mg/g。改性土对苯胺的吸附符合Freundlich等温吸附模式,吸附机制主要是分配作用。

关键词: 改性土 , 壳聚糖季铵盐 , 吸附 , 苯胺

聚乙烯醇/季铵盐壳聚糖复合水凝胶的制备及其烫伤敷料的应用?

司徒方民 , 赵巨鹏 , 邸勋 , 査振刚 , 屠美 , 曾戎

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.09.027

采用聚乙烯醇为基础材料,以季铵盐壳聚糖为抗菌剂,丙三醇为辅料,采用溶液共混法制备聚乙烯醇/季铵盐壳聚糖复合水凝胶作为皮肤烫伤敷料,通过流变实验、抗菌实验、细胞实验以及动物活体实验考察复合水凝胶的综合性能。结果表明,制备的复合水凝胶具有适宜的粘度(22~35 Pa?s),涂覆于皮肤表面呈现较好的粘附性能;对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有良好的抑菌作用,同时具有优良的细胞相容性;复合水凝胶敷料对皮肤刺激极小,昆明鼠深Ⅱ度烫伤修复实验表明,凝胶敷料可有效加快创面愈合速度以及瘢痕的形成,创面愈合从一般的数周缩减至3周左右,大大缩短创面修复时间,且愈后瘢痕组织小。

关键词: 烫伤修复 , 复合水凝胶 , 敷料 , 聚乙烯醇 , 季铵盐壳聚糖

壳聚糖季铵盐/有机累托石纳米复合材料的抗菌性能研究

王小英 , 杜予民 , 孙润仓 , 刘传富

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.01236

合成了壳聚糖季铵盐, 并通过溶液插层法将其插层进入有机累托石层间制备纳米复合材料, 研究表明, 当壳聚糖季铵盐与有机累托石的质量比为2∶1时, 其获得了4.8nm的最大层间距. 抗菌结果显示, 在偏酸、中性及偏碱性条件下, 所有的纳米复合材料都具有较好的抗菌性能, 且与有机累托石的含量和层间距成正比. 与壳聚糖季铵盐及有机累托石相比, 纳米复合材料对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌及真菌的抗菌性能大大提高, 对金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌的最小抑制浓度仅为0.00313% (W/V), 且能在30min内杀死90%以上的金黄色葡萄球菌, 80%以上的大肠杆菌. 最后, 通过TEM和SEM结果探讨了其抗菌机理.

关键词: 壳聚糖季铵盐 , organic rectorite , nanocomposite , antimicrobial activity

壳聚糖季铵盐/有机累托石纳米复合材料的抗菌性能研究

王小英 , 杜予民 , 孙润仓 , 刘传富

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.01236

合成了壳聚糖季铵盐, 并通过溶液插层法将其插层进入有机累托石层间制备纳米复合材料, 研究表明, 当壳聚糖季铵盐与有机累托石的质量比为2∶1时, 其获得了4.8nm的最大层间距. 抗菌结果显示, 在偏酸、中性及偏碱性条件下, 所有的纳米复合材料都具有较好的抗菌性能, 且与有机累托石的含量和层间距成正比. 与壳聚糖季铵盐及有机累托石相比, 纳米复合材料对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌及真菌的抗菌性能大大提高, 对金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌的最小抑制浓度仅为0.00313% (W/V), 且能在30min内杀死90%以上的金黄色葡萄球菌, 80%以上的大肠杆菌. 最后, 通过TEM和SEM结果探讨了其抗菌机理.

关键词: 壳聚糖季铵盐 , 有机累托石 , 纳米复合材料 , 抗菌

原位聚合Gemini型阳离子分子-苯乙烯嵌段聚合物构筑阴离子导电膜

张帆 , 王璐璐 , 王吉林 , 封瑞江 , 张扬

应用化学 doi:10.11944/j.issn.1000-0518.2016.06.150309

借助引发剂过硫酸钾(KPS),采用原位聚合法将苯乙烯(St)与Gemini型阳离子分子顺丁烯二酸二乙酯撑基双[辛烷基二甲基氯/溴化铵](G8-2-8)在季铵化壳聚糖(QCS)的醋酸溶液中,引发聚合形成不同嵌段比例(St与G8-2-8的摩尔比)的嵌段聚合物.然后利用戊二醛(GA)为交联剂将QCS交联形成网状结构,将上述线性嵌段聚合物“锁定”在交联的QCS网状结构中,制备了一系列具有半互穿网络结构(Semi-IPN)的阴离子导电膜.性能测试的结果表明,该系列膜具有较高的机械性能和电导率.当G8-2-8含量为QCS质量的20%,嵌段比例为5:1时,表现出最高的离子交换量(1.35 mmol/g),断裂伸长率(26.47%)和电导率(70℃,6.97×10-2 S/cm).热稳定性测定结果表明,该膜具有良好的热稳定性能,最低分解温度高于210℃.

关键词: 季铵化壳聚糖 , Gemini型表面活性剂 , 苯乙烯 , 嵌段聚合物 , 阴离子导电膜

燃料电池用季铵化壳聚糖/纤维素全互穿网络膜的制备及性能表征

崔珺 , 王吉林 , 王璐璐 , 封瑞江

膜科学与技术 doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2016.06.012

以季铵化壳聚糖(QCS)和纤维素(CM)为原料,戊二醛(GA)为交联剂,采用化学交联法制备具有全互穿网络结构的QCS/CM阴离子交换膜,并对其热稳定性、含水率、溶胀度、机械强度、电导率以及离子交换量等相关性能进行表征.结果表明,CM的引入提高了该膜的离子交换量、电导率以及机械强度.将QCS-CM35%置于10 mol/L的KOH (60℃)溶液中浸渍240 h,该膜的外观、机械性能以及含水率等指标没有明显衰减,同时该膜30℃时的电导率从泡碱前的3.43×10-2 S/cm提高到4.60×10-2 S/cm,而70℃时的电导率从泡碱前的8.73×10-2 S/cm提高到1.009×10-1S/cm.表明该膜具有良好的耐碱性.

关键词: 季铵化壳聚糖 , 纤维素 , 阴离子交换膜 , 耐碱稳定性

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