外文翻译

丙烯酸/高岭土复合高吸水性树脂的研究摘要：在本实验中通过化学交联丙烯酸接枝水解胶原蛋白合成了一种新型的复合水凝胶。

用田口方法对水凝胶的溶胀能力进行了优化。

以交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）用量，过硫酸铵（APS）用量，中和百分比（NU），胶原蛋白/高岭土重量比，丙烯酸（AA）用量作为重要考察因素。

所制备样品的最大吸水率为674克/克。

使用扫描电子显微镜对的凝胶的表面形态进行了研究。

此外，在本研究中，对凝胶在加压条件下在盐水中的吸水率也进行了研究。

关键词：水凝胶复合材料; 胶原蛋白; 田口方法; 加压吸水率前言高吸水性聚合物（SAP）的水凝胶是一特种聚合物材料，由于有相当数量的亲水基团在它们的结构中，可以吸收高达10-1000倍自身重量的水。

超级溶胀特性使它们非常适用于吸水使用，如一次性尿布，妇女餐巾，农业，化妆品和吸水垫的应用。

由于其特殊的性质，即生物相容性，生物可降解性、可再生性，和非毒性，多糖和蛋白是天然系高吸水性树脂的主要原材料。

但是，较高的生产成本，较低的吸水强度，限制了它们的广泛应用。

为了改善这些缺陷，我们使用具有成本低的无机化合物替代。

无机填料在聚合物中引入矩阵增加其强度和刚度特性。

近几年来，高度的关注已经带给无机材料为基础的高复合树脂的制备以多种选择，如蒙脱石[5,6]，attapulg-ITE[7,8]，高岭土[9]，云母[10,11]，膨润土和SER-举[12,13]。

矿物粉末水合分层硅铝酸盐附着在反应性-OH基团上的表面，而高岭土粉末可以在一定程度上在水和与丙烯酸产生交联。

天然聚合物和单聚体的反应性位点的相互作用反应在在高吸收性复合材料的性能上。

为了优化肿胀对变量SAP的能力的影响，可以用田口方法[14]。

田口方法[15]是一个强大的设计，由G.田口实验开发而来。

它提供了一个简单，高效，系统的方法优化实验的性能，产品的质量和成本。

参数设计是关键的一步，本实验方法主要用来实现高品质的无成本增加，它在同一本ARTI - 被首次采用。

通过该方法结果的评价已经标准化，并且可以很容易地被研究人员实施。

本实验的的其他优点方法，可以命名执行的可能性实验在一个平行的形式[16〜19]。

实验的的参数一般包括以下步骤：（1）识别实验的目标; （2）识别质量特性（每个性能指标）及其测量系统; （3）确定可能影响的因素和品质特性，以及他们的水平（4）选择合适的OA和在分配因素的级别; （5）描述的试验是否可通过OA 的考验; （6）分析该实验的数据，并运用该分析的方差（ANOV A），看看哪些因素是统计学发现的因子的最佳水平; （7）优化设计参数。

本实验还有一些研究上的溶胀凝胶强度考虑。

当高吸水性树脂是低于负载时，溶胀能力降低，所以另外一些参数（I/E），在负载下的吸水率（AUL）是通常被强调，特别是在技术报告数据中。

虽然无负载吸光度值（无肿胀）在基本科学通常给文献中，具有更实际的值，即AUL往往是报道中的技术数据表和专利的文章[20]。

由于AUL值在逻辑上改变了膨胀的机械强度，AUL可视为的度量SAP的凝胶强度的一个重要参数。

因此，在作到高吸水性树脂具有更高的溶胀凝胶[20〜23]的AUL或更高的强度的方面已经付出很多努力。

为了使复合水凝胶具有高吸收能力，许多研究人员做出了个方面的努力。

因此，能在制备的条件下，合成高吸水性样品非常重要。

在本工作中，优化的条件基于高岭土的存在下，高吸水性复合材料的合成条件得以进行，以达到最大的吸水性。

实验部分1、试剂水解胶原蛋白（从Parvar NOVIN-E朱德然公司），高岭土（从霍拉桑有限公司，伊朗，光启级，粒径<5 DM）N，N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA，得自Fluka），过硫酸铵（APS，得自Fluka），丙烯酸（AA，从默克公司）均为分析纯，不使用进一步纯化。

其他试剂均为也分析纯。

2、实验设计2.1 选择的因素及其水平根据复合水凝胶，交联剂的浓度（MBA），引发剂（APS）和单体（AA），以及中和百分比（NU），丙烯酸/高岭土重量比的基本知识是关键合成因素对最终溶胀影响该水凝胶的性质。

这些参数是变化的四个水平，如表1。

可以根据文献和我们的初步实验，选择变量的应用范围。

表1 实验控制因素及其水平控制因素水平1 水平2 水平3 水平4APS（mol/L) 1.0×10^-2 1.60 ×10^-2 2.10 × 10^-2 2.70 × 10^-2 MBA（mol/L) 6.40 × 10^-3 9.70 × 10^-3 2.40 × 10^-2 6.48 ×10^-2 AA（mol/L) 0.61 1.23 1.85 2.46KAOLIN(g) 1.00 2.00 3.00 4.00NU% 30 50 70 902.2 接枝共聚不同量的水解胶原蛋白（1-4克）溶解在25毫升蒸馏水中，过滤除去不溶的磷酸盐。

然后，将滤液加入到三颈反应器配有机械搅拌器（Heidolph RZR2021，叶片螺旋桨型，200转）。

将反应器浸入恒温水浴预置在80℃水浴，待胶原蛋白完全溶解，将各种量的高岭土粉末（0.07-0.5克在5毫升H 2 O）加入到该溶液中，并搅拌10分钟。

然后，将一定量的AA（2-8毫升）和MBA（0.04-0.4克在5毫升H 2 O）加入到反应混合物中，并搅拌5分钟。

然后将引发剂溶液（在5毫升H 2 O 0.1〜0.25克APS）加入到该混合物中。

搅拌5分钟后，反应完成，加入适量氢氧化钠（0.33-4克在5毫升H 2 O）于溶液，以中和（30-90％）丙烯酸基。

将得到的凝胶倒入过量的非溶剂乙醇（200mL）中，并保持3小时进行脱水。

然后乙醇溶液倒出，并且将产物切成小块（直径5mm）的碎块。

最后，加入200毫升新鲜的乙醇溶液，并在水凝胶保持了一个星期。

将干燥的凝胶颗粒进行过滤，并置于烘箱中在55℃下进行一周干燥。

研磨后，粉末状的复合高吸水性树脂凝胶存放在远离防潮，防热和光的地方保存。

2.3 AUL测量将多孔烧结玻璃过滤板（孔隙率＃0，D= 80毫米，H =7毫米）放置在培养皿中（D= 118毫米，H =12mm）中，再将已称重的，干燥的SAP样品（0.1±0.01克）均匀地放置在聚酯纱位于所述烧结的玻璃的表面上。

有圆筒状的固体重量（特氟隆，D= 60毫米，高度可变的），它可以在一个玻璃筒（D= 60毫米，高=50毫米）可自由滑移，用来施加所需的载荷（施加的压力的0.3，0.9 psi）至干SAP 颗粒。

然后，0.9％的生理盐水溶液中加入，以使液面等于在烧结玻璃过滤器的高度。

将过滤板覆盖，以防止表面蒸发，防止盐水浓度可能的变化。

经过150分钟后，将溶胀的颗粒再次称重，AUL用下列公式计算：212)g/g(W WW AUL -=其中W1和W2分别表示干超吸收和溶胀的水凝胶的重量。

3、结果和讨论3.1 红外光谱分析接枝是由水解的胶原蛋白的FTIR光谱与的接枝产物进行比较证实。

图1示出高岭土粉，水解的胶原蛋白和合成的水凝胶的FTIR光谱。

FTIR光谱用于确定水凝胶。

图、1A表示高岭土在硅酸盐层结构的光谱，-OH基团的吸收显示带在3624-3695cm-1。

在1654cm-1波段观测可以归结到C@ o在基板骨干酰胺官能团的拉伸。

在复合（图1c）的频谱，在1576和1731厘米-1两个新的吸收峰出现。

在由于到C=O的反对称伸缩在由另一个高峰在1454厘米-1 羧酸盐阴离子1576厘米-1是的特征波段，其EF是关系到对称伸缩的羧基的模式。

这个吸收带在1731厘米-1 可以对应于可在接枝聚合反应过程中所形成的酯基。

接枝的聚（丙烯酸）的羧酸酯基团可与-OH基团上的高岭土表面进行反应。

-OH基团的高岭土的表面由羧酸盐阴离子导致形成酯的替代品。

该反应可表示如下：这些峰可归因于羧酸基团，分别为对称和非对称伸缩振动。

3.2 条件优化溶胀率之间的关系由弗洛里[25]给出的网络结构参数通常用作下列公式：01122/1*3/5//)2/1()/(v v v s v i q e m m χ-+=公式所涉及的这些变量的部分在本研究中已被选择。

这些参数和相关的水平列于表1中。

选择所提到的变量后，OA 表是由QUALITEK-4形成软件（见表2）。

当选用指定的参数的值后，实验布局显示在表3。

根据表3，进行了16次实验，并测定了ES 的能力。

该试验结果示于表4。

经用QUALITEK-4软件，优化的情况下，各因子的贡献通过ANOV A 分析获得的。

应当强调的是，变量之间的相互作用是被忽视的。

在ES 能力，APS ，MBA ，和AA 含量，胶原蛋白/高岭土和NU ％是674克/克，0.01摩尔/升，0.0064摩尔/升和0.61 mol / L 时，2/0.2克，30％的优化值之间。

随着时间的膨胀而增加，但随着时间进一步增加，达到一个限定值，即平衡值。

结果发现，所有的水凝胶达到平衡3小时。

图2示出了优化的最终产品的肿胀。

表3 指定的参数的值后的实验布局表4 为平衡实验结果肿胀（ES）的能力AUL在每个负载的情况下，时间为150分钟。

此时间之后，将AUL值保持不变。

此外，AUL的增加，负荷如预期降低时，这些力的最重要的因素是由于流动的离子如Na +和K+中的超吸收性网络结构的存在下，离子性相互作用。

这些移动的离子的网络不能离开由于电荷在SAP结构的凝胶相，存在的电荷平衡使凝胶与溶剂相之间的渗透压差。

这个压力差产生扩散溶剂，凝胶相的强大动力。

扩散过程继续进行，直到渗透压差变为零。

渗透压差减小在盐溶液中，从而导致在与蒸馏水相比，少肿胀。

溶剂的作用就像一种增塑剂的聚合物。

众所周知，较高的增塑剂的含量，较低的弹性部分会。

4 结论在这项工作中，一种新颖的复合水凝胶，胶原蛋白-G-聚（丙烯酸）/高岭土复合物中的交联剂和高岭土粉末的存在下制备AA的接枝共聚反应的骨架蛋白。

通过田口方法，高吸水性树脂水凝胶的合成条件进行了优化。

最大吸水率（674克/克）之间的不同，决定变量的选择;其中APS浓度对结果的影响最大。

田口方法被认为是有前途的工具来获得这些研究的最佳条件。

在负载下（AUL）数据的吸光度通常是在专利文献和SAP的工业制造商提供的技术数据表中提供。

溶胀的SAP复合水凝胶（下0.3-0.9磅的压力之前吸收的生理盐水溶液）的能力，测定在25℃下。