Preparation of hydrogels via cross-linking of poly(acrylamide-co-2-acrylamido-2-methyl-1-propane sodium sulfonate) with ammonium persulfate1

Abstract

Изучено гелеобразование поли-2-акриламидо-2-метилпропансульфоната натрия в водных растворах в присутствии персульфата аммония (ПСА) в качестве сшивающего агента при температурах 60–80 °C. Установлено, что минимальная концентрация раствора полимера, достаточная для формирования консистентного геля, составляет около 1,5 мас. %. При этом гель образуется только при концентрации ПСА 0,35 % по отношению к массе полимера и имеет низкие величины водопоглощения и гель-фракций. Показано, что лучшими свойствами с точки зрения консистенции, водопоглощения и величин гель-фракций обладают гели, полученные при концентрации полимера в растворе 2 %. При этом увеличение концентраций и полимера, и ПСА приводит к получению более прочного геля. Установлено, что увеличение концентрации полимера в растворе с 1,5 до 2 % позволяет снизить минимальную концентрацию ПСА, необходимую для начала гелеобразования. Водопоглощение гидрогелей, полученных при концентрации полимера 2 %, снижается с увеличением концентрации ПСА, в то время как величины гель-фракций практически не меняются. Показано, что повышение температуры гелеобразования с 60 до 70 °С приводит к снижению времени начала формирования геля в 2,5 –3,0 раза. = A series of hydrogels were prepared by cross linking of poly(2-acrylamido-2-methylpropane sodium sulfonate) in aqueous solutions in presence of ammonium persulfate (APS) as a cross linking agent at 60–80 °C. It was shown that the minimum concentration of the polymer solution, sufficient to form a consistent gel is about 1,5 wt %. Gel in this case is formed only at APS concentration of 0,35 % per weight of polymer and has low water absorption and gel fraction. It can be said that, gels obtained with 2 % polymer solutions exhibit the best properties in terms of consistency, water absorption and gel fraction values. It was determined that, the increase in polymer and APS concentrations results in a stronger gel. Furthermore, an increase in polymer concentration of solutions from 1,5 to 2 % reduces the minimum concentration of APS needed to start gelation. The water absorption of hydrogels, obtained with 2 % polymer solutions, is decreased with increasing the concentration of APS, whereas the gel fraction values remain almost unchanged. It was shown that, increasing in temperature from 60 to 70 °C leads to reduction in the start time of gelation by the factor of 2,5 –3,0.