1.4 存在问题 6

1.5 论文拟解决的问题和目标 7

2 实验原理 7

2.1 聚合物水凝胶的结构 7

2.2 聚合物水凝胶的吸水机理 8

2.2.1 Flory-Huggins热力学理论 9

2.2.2 吸水动力学理论 10

2.3 水凝胶的溶胀动力学 10

2.4 影响聚合物溶胀性能的因素[24] 11

2.4.1 结构因素 11

2.4.2 使用环境和条件的影响 13

3 实验方案设计 13

4 实验部分 15

4.1 仪器和药品 15

4.2 实验操作步骤 15

4.2.1 合成步骤 15

4.2.2 溶胀度评价指标 16

4.2.3 溶胀度测试步骤 16

4.3 实验结果 16

4.3.1 系列平衡溶胀度PDMDAAC水凝胶的制备 16

4.3.2 溶胀度测试方法的选择 17

4.3.3 不同质量分数NaCl中PDMDAAC水凝胶的溶胀性能 17

4.3.4 不同离子种类溶剂中PDMDAAC水凝胶的溶胀性能 39

4.3.5 不同极性溶剂中PDMDAAC水凝胶的溶胀性能 47

4.4 实验结果分析与讨论 54

4.4.1 溶剂盐质量分数对PDMDAAC水凝胶溶胀度和溶胀速率的影响 54

4.4.2 溶剂离子种类对PDMDAAC水凝胶溶胀度和溶胀速率的影响 57

4.4.3 醇水比对PDMDAAC水凝胶溶胀度和溶胀速率的影响 60

结  论 62

下一步工作建议 64

致  谢 65

参考文献 66

1 引言

聚二甲基二烯丙基氯化铵（Polydimethyldiallyl ammonium Chloride，简称PDMDAAC）是具有多种特殊功能的水溶性高分子化合物，它有正电密度高、水溶性好、高效无毒等优点，所以自1956年被Butler GB成功研制以后，一直广泛应用于造纸、采煤、石油开采、日用化学品、生物、医药和水处理等领域[1,2]。当今，交联产品（亦称为水凝胶、吸水性树脂）由于其独特的结构和应用性能在诸多场合有着重要的应用，例如它可作为传感器、分离膜、医用吸附剂、医用材料及药物传输系统，甚至是农业、园林、卫生、医药和建筑等行业，因此渐渐开始有人关注PDMDAAC的交联反应及其产物。从而，在现有高且系列化相对分子质量PDMDAAC的合成基础之上，进一步研究交联PDMDAAC的新工艺、性质并开发其应用具有很大的必要性。