温度感应复合型控制释放膜系统的性能研究

采用等离子诱导填孔接枝聚合法将聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)开关接枝到聚偏氟乙烯膜(PVDF)膜孔上,同自由基聚合法制备的PNIPAM交联水凝胶结合,成功地组成了一种温度感应复合型控制释放膜系统。在该膜系统中,PNIPAM接枝PVDF膜作为控制释放开关,PNIPAM交联水凝胶作为药物载体。通过改变交联水凝胶和开关膜的微观结构,研究了该复合膜系统的温度感应控制释放特性。结果表明,该复合膜系统具有良好的温度感应特性,优于单独的开关膜控制释放系统或是单独的交联水凝胶控制释放系统。研究结果将为温度感应型控制释放系统或给药系统的设计与开发提供理论基础。     

温敏性PVDF/PGS-g-PNIPAM纳米复合超滤膜的制备和性能

通过化学接枝法将聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)接枝聚合在凹凸棒石(PGS)纳米纤维表面，制备了系列接枝率的温敏性PGS-g-PNIPAM纳米颗粒，将其与聚偏氟乙烯(PVDF)共混制备温敏性纳米复合超滤膜，深入研究PNIPAM接枝率对膜结构和性能的影响。结果表明，凹凸棒石表面PNIPAM接枝率随溶液中NIPAM单体浓度增大而增加；PGS-g-PNIPAM使复合膜中PVDF晶核变小，数目增多，膜更为疏松多孔，PVDF/PGS-g-PNIPAM膜的平均孔径在20 nm左右，膜的平均孔径和最大孔径均随凹凸棒石表面PNIPAM 接枝率的增加而增大；PVDF/PGS-g-PNIPAM膜具有温敏性，温敏开关系数随PNIPAM接枝率的增加先增强后减弱，当接枝率为21.33%时膜温敏开关系数最大，达到1.51，膜渗透通量也最大，对牛血清白蛋白具有良好的截留和抗污染性能。     

BC/PNIPAM温敏水凝胶的制备及其性能研究

通过自由基聚合使N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)在细菌纤维素(BC)膜的纳米纤维网络内部聚合,获得一种新颖的具有温度响应特性的双网络BC/PNIPAM复合水凝胶膜材料。该复合水凝胶在20℃(TLCST)两种不同温度下具有不同的透明状态。透光率实验进一步证实,与细菌纤维素稳定的透光率相比,BC/PNIPAM的透光率随着温度变化有较大差异。SEM观察证实复合水凝胶内部的孔隙在低温20℃及高温60℃下具有明显差异。以BC为对照组,通过对不同单体浓度合成的复合膜的小鼠成纤维细胞培养,证明该复合膜对细胞没有毒性,膜上细胞的生长情况与BC的类似。该结果表明BC/PNIPAM复合材料作为具温敏特性的水凝胶材料在生物医学领域具有较大的应用潜力。     

聚N-异丙基丙烯酰胺微凝胶的合成和应用进展

介绍了聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)微凝胶的合成方法和环境响应性能,重点论述了PNIPAM微凝胶作为先进功能材料的最新进展。作为"智能"材料,PNIPAM微凝胶在不同领域具有广泛的应用,论述了PNIPAM微凝胶在作为微反应器模板合成纳米粒子、光学材料以及药物的定向释放和控制释放载体中的应用。     

近红外光响应氧化石墨烯/微凝胶复合智能水凝胶

设计合成了一种包含氧化石墨烯(GO)片层、聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)微凝胶球体和PNIPAM链段的复合结构水凝胶。通过控制聚合时间得到负载双键且粒径不同的PNIPAM微凝胶,将其作为交联点与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)聚合,GO作为纳米填料掺入水凝胶体系,GO片层上的含氧基团与NIPAM上的胺基产生氢键物理交联。此方法制备的复合水凝胶同时具有温度敏感和近红外光敏感特性,通过改变GO浓度、微凝胶的合成时间、NIPAM浓度等条件,水凝胶的光敏感性和温度敏感性得到提升。相比于传统PNIPAM水凝胶,此种复合水凝胶能够对光响应,实现非接触式控制形变,且响应速率快、响应程度高,可应用于光控开关等领域。     

化学改性聚N-异丙基丙烯酰胺交联水凝胶的研究进展

综述了国内外关于温敏性聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)交联水凝胶化学改性的研究现状。重点总结了无规共聚、接枝改性、嵌段改性等化学改性方法对PNIPAM交联水凝胶的结构、溶胀性能、温度响应性的影响,并对化学改性的方法和PNIPAM交联水凝胶的应用提出了展望。     

近红外光响应氧化石墨烯/微凝胶复合智能水凝胶

设计合成了一种包含氧化石墨烯（GO）片层、聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）微凝胶球体和PNIPAM链段的复合结构水凝胶。通过控制聚合时间得到负载双键且粒径不同的PNIPAM微凝胶,将其作为交联点与N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）聚合,GO作为纳米填料掺入水凝胶体系,GO片层上的含氧基团与NIPAM上的胺基产生氢键物理交联。此方法制备的复合水凝胶同时具有温度敏感和近红外光敏感特性,通过改变GO浓度、微凝胶的合成时间、NIPAM浓度等条件,水凝胶的光敏感性和温度敏感性得到提升。相比于传统PNIPAM水凝胶,此种复合水凝胶能够对光响应,实现非接触式控制形变,且响应速率快、响应程度高,可应用于光控开关等领域。     

聚(N-异丙基丙烯酰胺)微凝胶的流变性能研究

首先采用无皂乳液聚合法成功制备出粒径均匀的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)微凝胶,利用动态光散射法(DLS)测得微凝胶的粒径随温度的升高而下降,结果表明:PNIPAM微凝胶具有明显的温度敏感性。利用旋转流变仪对微凝胶分散液的稳态和动态粘弹性进行了研究,结果表明:当温度低于体积相转变温度(VTPP)时,微凝胶呈现出剪切变稀的特性;应力、应变保持不变,随着温度的升高及温度不变,随着频率的增加微凝胶都由液态变成了粘弹性固体,这可能是由于出现了三维逾渗网络结构造成的。     

多重响应壳聚糖微凝胶的制备及溶胀性

采用无皂乳液聚合法制备聚(N-异丙基丙烯酰胺)/壳聚糖微凝胶(PNIPAM/CS),透射电镜和动态光散射研究了微凝胶外貌形态及刺激响应性。结果显示,微凝胶颗粒呈球形,具有核、壳结构形态。加入壳聚糖对PNIPAM的体积相转变温度(VPTT)有影响,微凝胶VPTT随壳聚糖用量的增加向高温迁移,此结果与示差量热法(DSC)测定一致。不同pH条件下微凝胶粒径变化表明,颗粒直径随pH增大逐渐减小,至碱性又增大,显示明显的pH敏感性;相应颗粒Zeta电位逐渐减小,接近中性达到等电点,至碱性反转为负值,这一变化能对微凝胶pH敏感性进行合理解释。     

PVDF/PEI-EDA亲疏水复合膜的制备及其抗污染性能

为解决疏水性污染物对膜的污染问题,利用静电纺丝的方法制备了具有抗污染性能的聚偏氟乙烯/聚醚酰亚胺-乙二胺(PVDF/PEI-EDA)亲疏水复合膜,对其进行了表征;以含疏水性污染物(油污)的Na Cl水溶液作为进料溶液进行了直接接触式膜蒸馏脱盐和抗污染实验,并与商业的PVDF疏水膜进行了对比。结果表明,复合膜厚度为340μm,平均孔径0.677μm,孔隙率72.4%;膜表面呈纳米纤维状,具有明显的酰胺基团,膜表面在空气中水接触角为5.6°,在水相中的油接触角为143°。复合膜蒸馏运行稳定,脱盐、抗污染膜蒸馏平均通量分别为5.5、4 kg/(m~2·h),可以有效的防止疏水性污染物(油污)的污染。而商业的PVDF疏水膜膜蒸馏过程不能维持稳定运行。     

ATRP法制备环境响应型智能膜材料的研究进展

聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）作为一种常见的智能材料,同时具有温度响应特性和乙醇浓度响应特性。本文以PNIPAM聚合物为主线,着重介绍了利用原子转移自由基聚合（ATRP）法制备温度响应型、温度及pH值双重响应型、乙醇浓度响应型智能膜材料的研究成果。其中,温度响应型智能膜主要介绍PNIPAM均聚物接枝膜;温度及pH值双重响应型智能膜主要介绍PNIPAM与pH值响应型聚合物的嵌段接枝膜;乙醇浓度响应型智能膜主要介绍PNIPAM无规共聚物接枝膜。另外,还介绍了其它响应型智能膜,包括手性分子及离子响应型接枝膜的研究成果。基于ATRP法在文中所述的优点以及在膜改性研究方面的广泛应用,相信该方法在制备环境响应型智能膜材料以及推动智能膜实际工业应用方面将扮演重要角色。     

分散聚合法合成聚（N-异丙基丙烯酰胺）温敏性微凝胶

以PVP为稳定剂,在水或醇/水介质中通过分散聚合法合成出聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）温敏性微凝胶。研究结果表明,可通过改变稳定剂用量和分散介质极性来控制PNIPAM微凝胶的大小,这两种因素对PNIPAM微凝胶的溶胀比有明显的影响,而对其相转变行为影响不大;交联剂用量对PNIPAM微凝胶的粒径、溶胀比和相转变行为都有比较明显的影响。PNIPAM微凝胶可能主要通过接枝共聚物聚结机理成核,通过初级粒子之间的聚并完成粒子增长过程。     

接触角法研究温敏性微凝胶相变前后的亲疏水性

采用光学视频接触角测量仪研究了聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)微凝胶在相转变前后的亲疏水性变化。结果表明:PNIPAM微凝胶在32℃附近发生了亲水性-疏水性的反转,微凝胶薄膜的接触角变化显著;随温度增加,接触角从31℃时的73.1°到33℃时的83.2°,而表面自由能从38.5 mN/m下降至32.08 mN/m。     

自交联法合成相转变温度范围窄的聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶微球

在不使用交联剂的情况下,采用无皂乳液聚合法合成自交联聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)水凝胶微球。固体13C NMR分析结果表明,PNIPAM水凝胶微球中存在因链转移反应形成的自交联点。自交联PNIPAM水凝胶微球的相转变温度范围很窄,接近非连续体积相转变行为。合成过程中反应温度、反应时间、引发剂用量对微球粒径和溶胀比有比较明显的影响,这些因素对微球的相转变温度及其范围的影响均很小。     

温敏性微凝胶对蛋白质和酶的吸附性能

用微乳液聚合方法以N-异丙基丙烯酰胺为单体合成了温敏性微凝胶聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM),研究了其对两种蛋白质和两种酶的吸附性能,测定了吸附等温线和温度对吸附量的影响。结果表明,微凝胶在低临界溶解温度(LCST)附近吸附蛋白质和酶的量有一突跃,例如在LCST前后,1 g纳米颗粒吸附的酪蛋白的质量分别为225 mg和415 mg;吸附的枯草杆菌蛋白酶的质量分别为12 000U/mg和27 500 U/mg。蛋白质和酶是通过物理吸附作用结合到PNIPAM微凝胶上,可以用调节温度的方法,来控制温敏微凝胶对蛋白质和酶的吸附与脱附。     

聚二甲基硅氧烷-聚偏氟乙烯共混膜制备及其渗透蒸发性能研究

为增强聚偏氟乙烯(PVDF)膜的疏水性能和膜选择性能,在PVDF基膜材料中添加了不同质量的聚二甲基硅氧烷(PDMS),制备了PVDF-PDMS共混复合膜。考察了PDMS、PVDF质量比对复合膜结构性能的影响,并用扫描电子显微镜、比表面积孔径分析仪、接触角测量仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪等仪器对复合膜进行了表征;采用低含量苯酚水溶液研究了复合膜的渗透蒸发性能。结果表明,随着PDMS添加量的增加,复合膜的疏水性能、苯酚渗透通量以及分离因子都会逐渐增大,复合膜渗透蒸发性能明显优于未改性膜;在PDMS、PVDF质量比为1:10时,复合膜具有最好的形态结构,表面接触角达到82.92°,苯酚渗透通量为39.31 g/(m~2·h),分离因子增加到4.68。     

聚（N-异丙基丙烯酰胺）/聚丙烯酸半互穿网络微凝胶的合成及表征

利用IPN技术合成了一种具有温度和pH双重敏感性的聚（N-异丙基丙烯酰胺）/聚丙烯酸半互穿网络微凝胶（PNIPAM/PAAc semi-IPN）。这种微凝胶在酸性条件下发生典型的体积相转变;而在弱碱性条件下,当温度低于聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）微凝胶的体积相转变温度（VPTT）时,微凝胶的粒径随着温度的上升而增大,当温度达到VPTT后,粒径突然急剧减小,并随着温度的逐渐上升而减小,最终趋向平衡。     

PNIPAM/锂藻土纳米复合凝胶微球的制备及其弹性力学性能

利用微流控技术,以锂藻土作为交联剂,成功制备得到温度响应型聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）与锂藻土的纳米复合凝胶微球,并利用一种简单的微步进单轴压缩装置,分别在25℃和37℃下对具有不同锂藻土含量的PNIPAM/锂藻土纳米复合凝胶微球的弹性力学性能进行系统研究。该微步进单轴压缩装置主要包括三个部分：一个程控进样器用以实现对凝胶微球的微步进压缩,一套配有高分辨率数码相机的侧视光学系统用以记录凝胶微球受压时发生的形变,一台精密电子天平作为力传感器用来记录凝胶微球在特定形变下所受的外力。研究结果表明,纳米复合凝胶微球在25℃和37℃下的形变量H与所受压力F的实验数据与Hertz弹性接触理论方程呈现良好的拟合关系,证明了PNIPAM/锂藻土纳米复合凝胶微球在25℃和37℃下均具有弹性形变行为。同时,随着锂藻土含量的增加,PNIPAM/锂藻土纳米复合凝胶微球的温敏性降低,但其杨氏模量增大。具有相同锂藻土含量的纳米复合凝胶微球,由于温度升高凝胶体积收缩、凝胶结构变得致密,因此在37℃下的杨氏模量大于其在25℃下的杨氏模量。研究结果可为PNIPAM/锂藻土纳米复合凝胶微球的设计与实际应用提供指导。     

PH值与温度感应型智能开关膜的研究

利用等离子体诱导填孔接技聚合法将聚异而基丙烯酰胺(PNIPAM)或聚丙烯酸(PAAC)接枝聚合在聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜上,制备了一系列具有较宽接枝率范围的温度感应型开关膜(接枝PNIPAM)和pH值感应型开关膜(接技PAAC),研究了接枝率对膜的温度感应以及pH值感应开关特性的影响。研究结果表明,开关膜的接枝率对膜的开关特性有十分重要的影响。对于温度感应型开关膜,当接枝率等于2.81％时,可以获得最好的膜孔开关特性;而且发现在溶质扩散时,低接枝率膜与高接技率膜呈现两种完全相反的开关特性。对于pH值感应型开关膜,当接枝率为1.01％时膜孔开关特性最好。因此,为了获得预期的开关特性,必须将接枝率控制在合适的范围内。     

高性能PVDF/SiO_2@HPA复合膜在全钒液流电池中的应用

以聚偏氟乙烯(PVDF)多孔膜为基质,采用原位凝胶溶胶合成二氧化硅负载磷钨酸(Si O2@HPA)纳米粒子的方法对多孔膜进行修饰。分别用扫描电子显微镜、电化学工作站、充放电测试仪等仪器对膜的结构、电化学性能进行表征。结果表明:与空白的PVDF相比,经过纳米粒子修饰的复合膜的钒离子选择性得到明显提高。在不同的电流密度下,修饰后的复合膜的充放电效率都高于未修饰PVDF多孔膜,并且在40m A·cm-2的电流密度下,复合膜的能量效率提高了17.6%。在80 m A·cm-2的电流密度下,用PVDF/Si O2@HPA组装的电池在100圈的循环测试中保持较好的稳定性。