蓝光引发丙烯酸水凝胶的聚合交联动力学

作者：孙广东; 潘小鹏; 钟宇浩; 陈恩宇; 黄益^*; 邵建中

来源：高等学校化学学报, 2019, 40(11): 2404-2411.

• 蓝光聚合
• 聚丙烯酸水凝胶
• 聚合动力学
• 交联结构
• 弹性模量

研究了聚丙烯酸(PAAc)水凝胶的蓝光聚合性能及实时光流变行为,并提出了力学性能相关的经验模型.以樟脑醌/二苯基碘鎓六氟磷酸盐(CQ/DPI)为蓝光引发体系,丙烯酸(AA)为单体,聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)为交联剂,450 nm蓝光为辐照光源,通过光差示扫描量热法(Photo-DSC)和实时光流变法(Photo-rheology)对不同CQ,DPI,AA浓度及光照强度(I)条件下水凝胶聚合前驱液的蓝光聚合性能及交联特性进行了研究.结果表明,水凝胶聚合前驱液的聚合速率(Rp)与CQ,DPI和AA的质量分数(wCQ,wDPI和wAA)以及光照强度(I)的平方根均呈线性关系,由于量子产率的下降及自由体积效应,在高浓度CQ及DPI条件下,聚合速率和双键转化率均出现偏离线性的现象.通过光流变系统对水凝胶前驱液光聚合交联过程中的凝胶特性及交联动力学进行了研究.经数据拟合发现,凝胶时间(tgel)和弹性模量(G’)与相关影响因素(wCQ,wDPI和wAA)分别呈现指数和幂律函数关系,延迟时间(td)及交联速率(Rc)与wCQ,wDPI,I和wAA均呈线性函数关系.根据上述函数关系提出了描述蓝光聚合交联丙烯酸水凝胶力学性能的经验模型.

• 单位
  浙江理工大学