水凝膠因其具有優(yōu)勝的親水、光滑,生物相容、藥物緩釋等特性而成為環(huán)保涂料的研究熱門。功能性的水凝膠涂層更是在工程以及醫(yī)藥領(lǐng)域有廣泛的潛在運用前景,包括藥物輸運、柔性機器人,人工皮膚,傳感,水下防污等。
一般制備水凝膠涂層的進程一般含有三個進程,包括單體共價聚合到聚合物鏈上;聚合物鏈交聯(lián)構(gòu)成聚合物網(wǎng)絡(luò);聚合物網(wǎng)絡(luò)和基材進行共價互聯(lián)。一般,這三個進程是同步進行的,而制備水凝膠原猜中不可避免的含有毒性組分(比方單體)、一定程度上約束了水凝膠涂層的運用,尤其是在醫(yī)藥領(lǐng)域。
關(guān)于普通涂料而言,交聯(lián)進程和互聯(lián)的進程是分隔的,哈佛大學的鎖志剛院士課題組,受此啟示,結(jié)合水凝膠運用場景特色,提出水凝膠涂料的概念,建立相關(guān)涂料體系,在該體系中,涂料的制備和涂料的運用進程分隔進行,整個涂層的制備進程分紅四個部分:配方調(diào)制、基材處理、涂料涂敷、固化。通過將有毒的工序停留在具有特別維護的含配方調(diào)制的制備進程,而下降運用進程中的風險和難度。
在介紹這一概念的進程中,研究者以p(AAm-co-TMSPMA) 水凝膠為例,先通過自由基聚合構(gòu)成高分子水凝膠,在以硅烷作為偶聯(lián)劑完成水凝膠和基材的互聯(lián)。
對基材的預處理,主要是通過氧氣等離子體(O2-Plasma)和臭氧紫外線(Ozone UV)等技術(shù)進行處理,表面構(gòu)成羥基基團,以便于在固化階段和硅烷偶聯(lián)劑結(jié)束效果構(gòu)成致密的硅氧烷結(jié)構(gòu)。該水凝膠涂料固化進程中,無毒無有害物質(zhì),環(huán)保,快捷。
在水凝膠涂猜中,由于凝膠內(nèi)部的交聯(lián)和界面互聯(lián)(Interlink)相互獨立,最大化下降施工者在運用施工時和有毒物的接觸。此外,施工條件溫文,簡單,因該水凝膠涂料為液態(tài),可以通過鏈轉(zhuǎn)移助劑(CTA:chain transfer agent)調(diào)停黏度規(guī)模,黏度從0.5Pa.s到1000Pa.s,橫跨三個量級,使得施工方法可以變得多樣,比方,刷涂、浸涂、旋涂、噴涂等等,均合適。其他,水凝膠涂料還可以通過單調(diào)處理,從液態(tài)變?yōu)榉勰B(tài),保存時間將得到進一步的延伸,在施工進程中,通過參與水,構(gòu)成液態(tài)水凝膠涂料。
其他,作者還通過在配方中調(diào)度硅烷偶聯(lián)劑的參與量,優(yōu)化和改進固化后水凝膠涂層和基材附著力(900 J/m2水平)。
在建立水凝膠涂料體系之外,課題組還對水凝膠涂料體系的或許運用做了一些探求工作,首要,運用浸涂方法將p(AAm-co-TMSPMA)水凝膠涂層引進到醫(yī)用金屬導線表面,通過調(diào)度浸涂的速度,可以調(diào)整表面涂層的厚度。進一步比較發(fā)現(xiàn),涂層可以顯著減少原金屬導線表面缺點,大幅下降表面沖突系數(shù)(是未涂敷表面沖突系數(shù)的1/8),沖突檢驗50次后,仍然沒有明顯變化,保持穩(wěn)定。
水凝膠涂敷的鎳鈦合金導線
此外,依據(jù)三種不同的施工方法,制備了其他三種水凝膠涂料,分別是:溫度靈敏水凝膠涂料(poly(N-isopropyl acrylamide-co-TMSPMA))水下超疏油耐臟污型水凝膠涂料(p(AAm-co-TMSPMA))、PH呼應(yīng)性水溶膠涂料(poly(acrylic acid-co-TMSPAM))三種水凝膠涂料的運用。
研究者提出水凝膠涂料這一創(chuàng)新性理念,緊緊圍繞著施工進程環(huán)境友好的特色,后續(xù)如在功能性方面多多加以探求,在制備技術(shù)方面和根底化學有更嚴密的結(jié)合,原材料方面將有望得到更大的豐厚,并滿足產(chǎn)業(yè)化要求,將有或許作為一匹黑馬,成為環(huán)保涂料的重要選項。
本論文以《Hydrogel Paint》為題發(fā)表在最新的在Advanced Materials雜志上。
上一篇:新基建對于粉末涂料的標準要求
下一篇:什么是示溫型粉末涂料?
我們位于:廣東省東莞市橫瀝鎮(zhèn)田坑園林路3號
Copyrigh ? 2020東莞市兆辰塑粉有限公司 版權(quán)所有 ALL RIGHTS RESERVED 技術(shù)支持:百方網(wǎng)【網(wǎng)站地圖】