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改性聚乙烯醇水凝胶的制备与防污性能研究
| 论文题名： | 改性聚乙烯醇水凝胶的制备与防污性能研究 |
| 关键词： | 船舶防污涂层;聚乙烯醇水凝胶;硅酸盐粘土;琼脂糖;溶胀性能 |
| 摘要： | 水凝胶是一种具有交联的三维网络结构、能够在水中溶胀而不溶解并且可以保持大量水分的新型功能化高分子材料，以其溶胀快、高含水量、高弹性、柔软、良好的生物相容性等特点，广泛应用于各个领域。但因其机械性能弱以及稳定性差等缺点，极大地限制了水凝胶的应用。本文以用于船舶防污涂层为研究背景，针对水凝胶机械性能差的缺点，采用冷冻-解冻法制备物理交联的层状硅酸盐粘土改性聚乙烯醇水凝胶以及琼脂糖改性聚乙烯醇水凝胶，其中粘土包括膨润土、高岭土以及云母。探索了不同含量的粘土以及琼脂糖与聚乙烯醇的含量之比对复合水凝胶的显微结构、溶胀性能以及压缩性能的影响，并且通过实验室防污评价手段研究了复合水凝胶的防污性能，包括抗蛋白质吸附实验以及抗海藻附着实验。 经 SEM分析可得，粘土改性和琼脂糖改性的聚乙烯醇水凝胶在充分溶胀后依然能够保持水凝胶的三维网络结构。粘土含量为2.0％的改性水凝胶、聚乙烯醇与琼脂糖的含量之比为10:0.5的琼脂糖改性水凝胶，体系的网格结构相对均匀，孔径约为1μm。 经溶胀性能与压缩性能分析可得，粘土改性水凝胶的溶胀性能随着体系内粘土含量的增大而减小，并且粘土含量越高越不利于复合水凝胶的溶胀行为；复合体系中粘土的含量越大，体系的机械性能越好，并且在相同的压缩应变下云母的压缩应力最大；琼脂糖改性水凝胶的溶胀性能明显高于单一的水凝胶体系，并且其机械性能随着聚乙烯醇含量的增大而增大。 经牛血清蛋白吸附实验可得，体系内粘土含量低于2.0%的改性聚乙烯醇水凝胶的抗蛋白吸附性能最好，并且就三种粘土而言，云母改性的复合水凝胶的抗蛋白吸附性能最好；当琼脂糖与聚乙烯醇的含量之比为3:1时复合水凝胶的抗蛋白吸附性能最好。 经海藻附着实验可得，粘土改性的聚乙烯醇水凝胶的抗海藻附着性能随着粘土含量的增大而减小，当体系内粘土含量低于2.0%时，复合水凝胶的海藻附着量最少；而琼脂糖改性的复合水凝胶中琼脂糖与聚乙烯醇的含量之比为1:1时，样品表面的抗海藻附着性能最好。 |
| 作者： | 韩娇 |
| 专业： | 应用化学 |
| 导师： | 李占双 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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