本書以具有獨特物理化學性質(zhì)的高分子材料水凝膠為主線,全面介紹了水凝膠的相關(guān)知識。在水凝膠制備方面,詳細闡述了多種制備水凝膠的方法、結(jié)構(gòu)檢測方法及技術(shù);在水凝膠應用部分,分別在生物醫(yī)學領(lǐng)域、環(huán)境治理方面、農(nóng)業(yè)方面等進行了介紹。本書共分6章,內(nèi)容包括水凝膠概述、水凝膠的分類與結(jié)構(gòu)特性、水凝膠的制備方法、水凝膠的測試方法、水凝膠的應用及水凝膠的未來發(fā)展趨勢。
本書全面深入地介紹了水凝膠的制備方法以及豐富多樣的應用,可供從事水凝膠領(lǐng)域的相關(guān)科研人員和管理人員參考,也可供高等學校水凝膠專業(yè)及相關(guān)專業(yè)師生參閱。
第1章水凝膠概述 1
1.1水凝膠的定義和形成過程1
1.1.1水凝膠的定義1
1.1.2水凝膠的形成過程2
1.2水凝膠的發(fā)展歷程5
1.2.1早期發(fā)展階段6
1.2.2中期發(fā)展階段6
1.2.3現(xiàn)代發(fā)展階段7
1.3水凝膠的研究現(xiàn)狀8
1.3.1國內(nèi)研究概況8
1.3.2國外研究概況11
參考文獻14
第2章水凝膠的分類與結(jié)構(gòu)特性 17
2.1水凝膠的分類及質(zhì)量標準17
2.1.1水凝膠的分類方法17
2.1.2水凝膠質(zhì)量的判斷標準20
2.1.3水凝膠的保存23
2.2水凝膠的基本結(jié)構(gòu)24
2.2.1水凝膠的組成成分24
2.2.2水凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)類型30
2.2.3水凝膠的微觀結(jié)構(gòu)特征34
2.3水凝膠的基本理論37
2.3.1水凝膠熱力學理論38
2.3.2水凝膠動力學理論44
2.3.3相轉(zhuǎn)變機理47
2.3.4水凝膠中物質(zhì)擴散理論48
2.4水凝膠的特性57
2.4.1親水溶脹性57
2.4.2環(huán)境敏感性58
2.4.3生物相容性60
2.4.4力學性能61
2.4.5觸變性62
2.4.6可降解性64
2.4.7流變學特性66
2.5結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系68
2.5.1化學結(jié)構(gòu)與力學性能68
2.5.2官能團與性能69
2.5.3網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與溶脹性能70
2.5.4水相與性能70
2.5.5孔隙結(jié)構(gòu)與性能72
參考文獻73
第3章水凝膠的制備方法 75
3.1化學交聯(lián)法78
3.1.1自由基聚合交聯(lián)78
3.1.2邁克爾加成交聯(lián)83
3.1.3點擊化學交聯(lián)87
3.1.4席夫堿反應交聯(lián)90
3.1.5光聚合反應交聯(lián)94
3.1.6輻射交聯(lián)98
3.2物理交聯(lián)法101
3.2.1氫鍵交聯(lián)法101
3.2.2靜電交聯(lián)法106
3.2.3配位交聯(lián)法109
3.3生物發(fā)酵法113
3.3.1生物發(fā)酵法原理113
3.3.2生物發(fā)酵法的優(yōu)缺點115
3.3.3影響生物發(fā)酵法交聯(lián)水凝膠性能的因素116
3.3.4生物發(fā)酵法交聯(lián)制備水凝膠的實例116
參考文獻117
第4章水凝膠的測試方法 119
4.1化學結(jié)構(gòu)表征方法119
4.1.1核磁共振(NMR)波譜法120
4.1.2傅里葉變換紅外(FT-IR)光譜121
4.1.3拉曼光譜124
4.1.4質(zhì)譜(MS)127
4.1.5X射線衍射(XRD)129
4.1.6凝膠滲透色譜(GPC)133
4.1.7微觀形貌135
4.2理化性能測試方法136
4.2.1吸水性和溶脹性136
4.2.2接觸角138
4.2.3降解性139
4.2.4力學性能140
4.2.5流變學特性144
4.3生物特性測試方法147
4.4其他表征方法148
參考文獻148
第5章水凝膠的應用 150
5.1生物醫(yī)學151
5.1.1傷口愈合醫(yī)用敷料151
5.1.2組織工程中的應用155
5.1.3藥物遞送載體158
5.2環(huán)境治理162
5.2.1在水污染治理中的應用162
5.2.2在空氣污染治理中的應用164
5.2.3在土壤污染治理中的應用166
5.3農(nóng)業(yè)領(lǐng)域168
5.3.1用于土壤改良168
5.3.2作為肥料和農(nóng)藥載體170
5.3.3在作物組織培養(yǎng)中的應用171
5.4其他領(lǐng)域的應用172
5.4.1電子工程172
5.4.2智能材料175
參考文獻179
第6章水凝膠的未來發(fā)展趨勢 183
6.1生物醫(yī)學領(lǐng)域184
6.2環(huán)境保護與治理領(lǐng)域186
6.3其他領(lǐng)域188
6.3.1水凝膠傳感器面臨的挑戰(zhàn)與發(fā)展方向188
6.3.2水凝膠在能源領(lǐng)域的挑戰(zhàn)與發(fā)展方向189
6.3.3水凝膠在智能材料方面的挑戰(zhàn)與發(fā)展方向190
參考文獻191