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离子型聚乙烯醇海绵的结构及性能 |
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、吸液量、 保液率。
吸液速度测定：将海绵制成40mm×5mm×3mm规格，海绵长方 向垂直接触液面，记录液体上升到海绵20mm标记处所需的时间。换算成吸液速度：mm/S。
吸液量(倍率)测定：将烘干恒重海绵精确称重，然后浸入过量液体中吸足液体，1小时后再 次称重。
保液率测定：将吸足液体的海绵放在离心机中，在1000rpm转速下，离心15分钟。离心后， 称重计算残留在海绵中的液体量。
保液率定义为：
3 结果和讨论
3.1 反应原理
通过接枝反应，在PVA分子上引入了有强亲水作用的聚丙烯酸(钠)大分子链， 构成了亲水能力比聚乙烯醇更强的阴离子性海绵体(i-PVA海绵)。控制保留一定量的缩醛键 ，可以使海绵体保持一定的强度和成型性。
3.2 红外图谱
图1 PVA与i-PVA海绵红外光谱对比图
在PVA与i-PVA海绵的红外光谱对比图中，可以看到i-PVA海绵在1720cm-1处 存在一个明显的特征吸收峰，表明在i-PVA海绵中羧基基团存在。
3.3 热分析
DSC图谱在给定的温度域内未见明显的熔融吸收峰，可见i-PVA海绵是非结晶态。
3.4 表面形态图
图3是i-PVA海绵的截面SEM图，从图看到i-PVA海绵体的织构形态为三维网状织构。i-PVA 海绵体有开放型空隙，这种较大的空隙具有毛细作用和容纳液体的空间。所以使i-PVA海绵 具有吸液速度快和吸液量大的特性。从图像中还可以看到这种织构的微观表面没有纤维状枝 束，所以在吸水(液)过程中不会出现掉纤维的现象。这种特性在要求无纤维的显微外科、眼 科手术特别在白内障晶体置换手术中，对保证手术的成功有重要作用。
图2 i-PVA海绵DSC图
图3 i-PVA的SEM图
3.5 吸液性能
附表 i-PVA海绵体的吸液性能
去离子水 生理盐水 人工尿液** 1％硫酸 1％氢氧化钠
吸液速度(mm/S) 2.90 2.3 3.76 5.03 2.63
吸液量(倍率) 16.77 11.78 9.94 7.33 12.82
保液率(％) 26.41 18.62 13.87 10.15 15.30
* 测定吸液量、吸液速度和保液率采用血浆 **根据美国农务研究所人工尿标准配制
测定结果表明，i-PVA海绵体亦具有良好的亲水性和吸水能力。PVA分子中因 为有大量的羟基团，使得PVA具有明显的亲水特性。但这种亲水性能力主要是氢键和范德华 力的作用而产生。所以，若PVA直接成型海绵体，其吸水量(吸水倍率)一般小于10倍。将PVA 分子接枝上一定数量的聚丙烯酸，羧基的离子亲水作用可使PVA的吸水量(吸水倍率)明显增 加。通过控制丙烯酸(盐)接枝量，可以大幅度调整海绵体的吸水量(吸水倍率)。
由于i-PVA海绵的亲水性能是由羟基和羧基共同影响的，所以i-PVA海绵也具有一定的抗离 子能力，抗碱能力。试验结果证明了这一点。
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