[00136307]pH敏感智能载体材料在阻锈剂控制释放方面的应用

混凝土中钢筋阻锈剂在使用过程中一直存在着大量流失和污染环境的问题。正常使用状态下,由于混凝土的高碱性环境（pH13-14）由于钢筋表面存在一层保护膜,钢筋几乎不腐蚀。引起钢筋发生腐蚀的一个主要原因是碳化,随着混凝土结构使用时间的增加（一般20年左右）由于CO2不断与混凝土作用,导致混凝土pH值降低,当混凝土环境的pH低于11时,钢筋才开始腐蚀腐蚀。根据钢筋腐蚀的这一特征,开发一种技术控制阻锈剂在pH低于11时开始大量释放具有重要的现实意义。而药剂的释放可以利用环境敏感智能材料作为载体材料来控制,为此本研究设计开发了聚丙烯酸衍生物类pH敏感智能材料,并发展了一种阻锈剂装载包覆技术。在pH低于11时,材料的平衡溶胀比迅速增大,可以使包覆其中的阻锈剂释放出来,实现控制阻锈剂释放的目的。在研究过程中,进行了合成工艺的优化设计,确定了丙烯酸、丙烯酰胺聚合物及丙烯酸、丙烯酸酯聚合物两个系列pH敏感智能材料的合成工艺,在3-14的pH范围内研究了材料的pH响应行为,分析了合成材料具有pH敏感性的机理：聚丙烯酸丙烯酸酯类材料,主要有效官能团为-COOH,材料的pH敏感性主要归因于化合物中-COOH官能团在不同pH值环境下的解离程度存在差异。而聚丙烯酸丙烯酰胺类材料,其pH敏感性除了与-COOH有关,-NH2基团的解离作用也会影响材料的pH响应行为。阻锈剂的装载可以通过简单的浸渍法实现：在平衡溶胀比最大的溶液中,添加阻锈剂到饱和,将阻锈剂浸泡其中,即可负载80%以上的阻锈剂。基于紫外分光光度法分析了研究药物从智能材料内释放的规律,探索材料的释放动力学,结果发现药品的释放速度遵循一级释放动力学规律,即：R=a（1-e^（-bt））。利用电化学方法研究了混凝土模拟溶液中钢筋在对照组、添加阻锈剂、添加负载阻锈剂的智能材料等条件下的腐蚀行为,确认了利用合成的pH敏感智能材料包覆阻锈剂可以有效控制阻锈剂的释放。