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本文以N—异丙基丙烯酰胺(NIPA)、2—丙烯酰胺—2—甲基丙磺酸(AMPS)为主要原料,采用微波低温等离子体引发聚合法合成了两种具有较好综合性能的聚合物水凝胶体系:PAMPS一元水凝胶和N—异丙基丙烯酰胺与2—丙烯酰胺—2—甲基丙磺酸交联共聚P(NIPA/AMPS)二元智能水凝胶。 首先用压缩模量法研究PAMPS一元水凝胶和P(NIPA/AMPS)二元智能水凝胶的力学性能,探讨了各因素对凝胶的弹性模量、相对强度和最大载重的影响。结果表明:凝胶的弹性模量随着交联剂浓度、单体浓度(总单体浓度)的增加,AMPS在总单体所占百分含量的降低和后聚合时间的延长而快速增大,而相对强度则随之逐渐下降;弹性模量随着等离子体处理功率的增大、处理时间的延长先逐渐下降,然后增大,相对强度则随之先增大再减小;凝胶的最大载重随着交联剂浓度、单体浓度(总单体浓度)的增加和等离子体处理强度的减弱,先增大再减小;AMPS在总单体中所占百分含量越高和后聚合时间越短,最大载重越小。 凝胶的交联密度采用交联点间的平均分子量和网链密度两种方法来表征,研究了各种因素对交联密度的影响,结果表明:随着交联剂浓度、单体浓度(总单体浓度)、单体AMPS百分含量的减小和后聚合时间的延长,凝胶的交联密度增大;随着等离子体处理功率、处理时间的增大,凝胶的交联密度先减后增。 对凝胶在空气中的自然脱水情况进行了研究,其脱水速率受制备条件的影响:交联剂浓度、单体浓度(总单体浓度)越大,AMPS所占的百分含量越大,后聚合时间越长,其制备的凝胶的脱水速率越大。 通过将P(NIPA/AMPS)二元凝胶在体视光学显微镜和偏光显微镜进行观察表明,交联剂浓度越大,交联网络越紧密,网格越小。用综合热分析仪对凝胶进行热重分析表明,P(NIPA/AMPS)二元凝胶具有较好的热稳定性,能满足实际需要。