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missJia

金虫 (小有名气)

[求助] P(NIPAM)聚异丙基丙烯酰胺凝胶的合成 已有5人参与

在凝胶合成上出现了问题,不知道问题出在了哪里,请各位帮我看看,解决下,实验设计步骤:
先在电子天平上精确称取0.1g的聚合单体 NIPAm和交联剂 N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)0.01g;
用15ml的去离子水溶解,之后加入促进剂 N,N,N’,N’-四甲基乙二胺(TEMED)0.04ml。
采用油浴磁力搅拌器加热升温,通 N2 除去溶解氧,实验在氮气保护下进行。
当溶液温度维持在 70 ℃稳定 15 min 后加入引发剂过硫酸铵(APS)3mg,反应 4 小时。
待反应完全之后,将凝胶浸泡在去离子水中,每隔 24小时换水,除去未反应的单体和其他杂质。
反应中现象:
反应1h后出现白色浑浊;
反应完成后冷却到室温30℃时呈半透明色,水状。
考虑到凝胶的相转变温度在32摄氏度,故用冷水降温到10℃左右,依旧呈半透明水状,且有白色粒状沉淀,不知道为何。不知道合成过程中哪里出现了问题,为什么合成的凝胶不具有温敏性?
谢谢~有做相关实验的可以一起讨论

[ Last edited by 紫檀幽香 on 2014-9-2 at 08:16 ]
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水凝胶 高分子 水凝胶

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onmyway
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chongmu_123

银虫 (初入文坛)

lz的合成原料都没有问题,但是反应的过程和步骤有不妥的地方,以下是我的建议,稍加改善lz的水凝胶合成应该是非常成功的。

1. lz选用的是氧化还原(redox)引发体系,所以没有必要加热,redox反应的特点是在室温,低温(-5C)都可以反应。

2. PNIPAM在水相中由于氢键作用,是温度响应性的聚合物,所以在水中聚合不能高于32oC。

步骤修改 -
1. 将NIPAM,BIS,APS溶解于水中,常温搅拌0.5小时,混合均匀后加入TEMED, 要注意TEMED的 mol 浓度要是APS的两倍,搅拌5分钟,然后停止搅拌。

2. 在室温下等待反应进行12小时(lz回家睡个觉),第二天一早来就可以看到水凝胶做好了。

3. 注意事项 - 整个过程都需要通氮气,起到保护作用,在加入TEMED的时候不用担心混入的氧气,保持通氮气,出气孔鼓泡即可。

水凝胶颜色 - lz的水凝胶的透光性是由BIS和NIPAM的比例所决定的,BIS越多,水凝胶的颜色越白,如果lz想合成透明的水凝胶,可以采用PEG-dimethacrylate,或者EGDMA作为胶粘剂。 BIS和NIPAM会形成内氢键,导致凝胶不溶水,白色析出。

希望对lz有帮助
6楼2014-09-30 01:33:15
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晨潇

新虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★
missJia: 金币+4 2014-09-30 20:08:36
楼主可以试试在醇里做,形成的凝胶是透明的,做成后在水里面室温透析,隔段时间换水,将里面的醇和未反应的残余单体置换出来。我试过,得到的是透明的温敏凝胶。
5楼2014-09-29 23:10:21
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chongmu_123

银虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
missJia: 金币+15, ★★★★★最佳答案, 谢谢你,很有帮助,我试试看,如果不行我再向您请教,万分感谢! 2014-09-30 20:07:26
刚刚忘记点回帖应助了。如果lz觉得有帮助别忘记奖励我阿!万分感谢

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7楼2014-09-30 01:35:36
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huanggb

铁虫 (初入文坛)

引用回帖:
13楼: Originally posted by chongmu_123 at 2014-10-21 20:43:31
aps是氧化剂,temed是还原剂。temed上面的氮原子会和aps的过氧键发生反应,产生自由基,引发反应。如果你不使用temed也可以,单独使用aps引发就需要用升温来引发65 到75摄氏度可以打破过氧键,产生自由基。...

为什么需要一直氮气保护?以前用过APS+SBS的复合氧化还原引发体系做pAAm,也没用氮气保护就可以形成凝胶了。
15楼2014-12-31 10:39:35
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普通回帖

嘿羽和叶

新虫 (初入文坛)

我与楼主问题相同,聚合中也出现了问题,╮(╯▽╰)╭
2楼2014-09-04 09:59:24
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南理工高分子

铁杆木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖


missJia: 金币+1, 有帮助 2014-09-30 20:08:16
温度太高了吧·········我都是全程室温······
3楼2014-09-29 16:35:40
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山师地平线

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
missJia: 金币+3, 有帮助 2014-09-30 20:08:29
促进剂可以使反应温度降低,所以不需要升到那么高的温度,用手暖即可。水凝胶固含量有点太低了,减少水量试试吧。

[ 发自小木虫客户端 ]
4楼2014-09-29 18:46:31
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missJia

金虫 (小有名气)

引用回帖:
5楼: Originally posted by 晨潇 at 2014-09-29 23:10:21
楼主可以试试在醇里做,形成的凝胶是透明的,做成后在水里面室温透析,隔段时间换水,将里面的醇和未反应的残余单体置换出来。我试过,得到的是透明的温敏凝胶。

只是将溶剂换成乙醇,其他原料药品不用改变吗?
onmyway
8楼2014-10-04 20:44:51
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晨潇

新虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

引用回帖:
8楼: Originally posted by missJia at 2014-10-04 20:44:51
只是将溶剂换成乙醇,其他原料药品不用改变吗?...

引发剂换成AIBN,其它貌似不用怎么变的
9楼2014-10-07 14:35:48
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missJia

金虫 (小有名气)

送红花一朵
引用回帖:
7楼: Originally posted by chongmu_123 at 2014-09-30 01:35:36
刚刚忘记点回帖应助了。如果lz觉得有帮助别忘记奖励我阿!万分感谢

亲,我还有问题想请教下,我借鉴你的方法做出大块透明凝胶了,弹性不错,像果冻一样。郁闷的是高温的时候是白色块状、低温的时候是透明块状,根本没有发生相变呢只是机械性能好像强了一点点,怎么回事呢?
onmyway
10楼2014-10-08 08:55:21
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