pH敏感P(MAA-co-AM)水凝胶的制备及溶胀行为研究

以甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酰胺(AM)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺作交联剂(BIS),过硫酸铵为引发剂(APS),用溶液聚合的方法合成水凝胶P(MAA-co-AM),研究了单体配比及干燥方式对水凝胶表面形貌以及对水、不同pH溶液及盐溶液的溶胀行为的影响。结果表明,P(MAA-co-AM)16凝胶(MAA/AM摩尔比为16∶100)冻干处理后具有均匀的大孔;与PAM和PMAA凝胶相比,P(MAA-co-AM)16凝胶的吸水溶胀速率快(1h溶胀平衡)、平衡溶胀比大(ESR=250)、pH体积响应变化大(pH为4.01、6.86、9.18时的ESR分别为20、60、141),吸盐率比PMAA有所提高。     

P(AM-co-AMPS)基凝胶的溶胀动力学研究

本文以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为有机单体、正硅酸乙酯(TEOS)为无机原料合成了P(AM-co-AMPS)基水凝胶,研究了凝胶的相转变温度,以及在相转变温度前后的溶胀性能和溶胀动力学。结果表明,P(AM-co-AMPS)凝胶在25℃水温下主要以大分子松弛为主的溶胀方式,而在0℃水温下为Fickian扩散方式,且具有一定的温敏性;P(AM-co-AMPS)/SiO2杂化凝胶在0℃和25℃均保持非Fickian扩散方式,且温敏性被掩盖。     

pH敏感瓜胶/聚丙烯酸半互穿网络水凝胶的溶胀动力学

考察了瓜胶(GG)、丙烯酸(AA)的起始加料量和溶胀介质pH对瓜胶/聚丙烯酸半互穿网络水凝胶溶胀机理及溶胀动力学的影响。结果表明:在pH=3.0时,将GG用量从0增加到25 g/L,最大溶胀率从9.93下降到2.83,对应的溶胀特征指数n由0.600减小到0.203,水的扩散趋于F ick ian模式;将AA用量从125 g/L增加到375 g/L,最大溶胀率从3.14增加到4.30,n从0.484增加到0.609,水的扩散趋于non-F ick ian模式;GG/PAA半互穿网络水凝胶的溶胀行为满足Schott二级动力学方程。将溶胀介质pH从3.0提高到7.4,水凝胶的溶胀率、扩散特征指数n均明显增加。因此调整GG、AA用量以及溶胀介质pH可改变体系的溶胀性能。     

新型聚丙烯酸水凝胶的自愈及其溶胀动力学

以丙烯酸(AA)、水、七元瓜环(CB[7])和过硫酸钾(KPS)、NaCl为原料制备七元瓜环/聚丙烯酸水凝胶(CB[7]/PAA hydrogel),宏观观察了CB[7]/PAA hydrogel的自愈性,研究了这种自愈水凝胶的网络形成作用力。结果表明:这种水凝胶网络的形成作用力主要是多重氢键,具有自愈性,自愈后的最大拉伸量约为原长的1.73倍;AA含量较低时随着AA含量的提高溶胀率和溶胀速率增大,AA含量较高时随着AA含量的提高溶胀率和溶胀速率减小;这种水凝胶的溶胀率与溶胀速率,在p H值为7.6的水溶液中的值明显高于在p H值为10.0和4.0水溶液中的值。使用Non-Fickian扩散模型研究了CB[7]/PAA hydrogel的溶胀机理。CB[7]/PAA hydrogel的动力学指数n、凝胶速率常数K和水分子扩散系数D的值表明,这种水凝胶的溶胀符合Non-Fickian扩散模式,在溶胀初期水分子的扩散速率与凝胶中的链段松弛速率相当。     

不同细度脱脂紫茎泽兰水凝胶的溶胀动力学

以不同细度脱脂紫茎泽兰为原料,对比研究在相同的接枝共聚条件下所得水凝胶的溶胀行为。结果表明,在200mesh～325mesh内,随着原料颗粒细度降低,所得相应凝胶的溶胀速率和溶胀度都随之增大,水分子在凝胶中的扩散行为均可用non-Fickian扩散来描述;在325mesh～400mesh时所得凝胶的溶胀过程符合Fickian扩散规律。同时,通过Beren-Hopfenberg微分方程描述凝胶吸液值大于60%的溶胀行为,并计算得到相应凝胶的扩散常数。     

温度及pH敏感P (DMAEMA-g-PEG)水凝胶的合成与性能研究

通过氧化还原自由基溶液聚合制备了聚甲基丙烯酸-N,N'-二甲氨基乙醋接枝聚乙二醉共聚水凝胶P (DMAEMA-g-PEG).实验结果表明,该水凝胶具有温度、pH敏感性及溶胀一退胀可逆性,其相转变温度在45℃左右.少童PEG大分子单体的加入,使水凝胶具有较高的溶胀率,但随着PEG大分子单体用量的增大,溶胀率反而下降;水凝...     

脱脂紫茎泽兰细度对水凝胶溶胀动力学的影响

以不同细度粉末状脱脂紫茎泽兰(EA)为原料,研究在相同的接枝共聚条件下所得的水凝胶的溶胀行为。实验表明:在45～75μm范围内,随着原料颗粒细度的降低,所得相应凝胶的溶胀速率和溶胀度均增大,水分子在凝胶中的扩散行为可用non-Fickian扩散来描述;在30～45μm时所得凝胶的溶胀过程符合Fickian扩散规律。通过Beren-Hopfenberg微分方程,计算得到凝胶吸液值大于60%时的溶胀扩散常数。利用Arrhenius公式计算得到相应的活化能均在69.0～89.0kJ·mol-1范畴内,且随原料颗粒细度的减小,凝胶Ⅱ-1-Ⅱ-4的Ea值呈下降趋势;而Ⅱ-5的活化能略高于Ⅱ-4,但仍小于其他凝胶的Ea值。     

快速响应型P(NIPA-co-SA)水凝胶制备及温敏性能

研究具有较高LCST且响应速率快的温敏性水凝胶。以NaCl水溶液为反应介质,采用相分离法合成了多孔水凝胶P(NIPA-co-SA)。利用傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)表征产物结构,并借助扫描电子显微镜、差示扫描量热法(DSC)、浊度法等手段研究了反应介质浓度对产物微观形貌、相变温度和相变响应速率的影响规律。结果表明,P(NIPA-co-SA)水凝胶具有对温度敏感的响应特性,其低临界溶解温度(LCST)可达到75℃。NaCl水溶液浓度不影响产物的LCST,且随着反应中NaCl水溶液浓度的提高,水凝胶表面逐渐出现不连续的浅而封闭的小孔到互相贯穿的开孔,水凝胶相变响应速率在一定范围内逐渐提高,具有快速响应特性。     

温度和pH双重敏感型聚氨酯水凝胶的制备及性能

以聚乙二醇(PEG)、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、三羟甲基丙烷(TMP)为主要原料,分别采用1,4-丁二醇(BDO)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为扩链剂,制备了3种聚氨酯水凝胶Hydrogel(a)、Hydrogel(b)、Hydrogel(c)。通过红外光谱、差示扫描量热分析、X射线衍射和溶胀实验对水凝胶的结构和性能进行了分析。研究结果表明,温度敏感链段(PEG)和pH敏感基团(-N(CH_3)-、-COOH)均成功地引入到了水凝胶分子链中;3种水凝胶的相转变温度分别为55℃、60℃和64℃,且合成后水凝胶中PEG的结晶结构仍然存在;当水溶液温度从45℃上升到60℃时,3种水凝胶的平衡溶胀度均显著减小,显示出温度敏感性;当pH从4.0上升到7.0时,Hydrogel(c)的平衡溶胀度从11.5增大到15.5,当pH从8.5上升到11.5时,Hydrogel(b)的平衡溶胀度从12.9减小到10.0,均显示出pH敏感性;在不同温度(25℃和65℃)和pH(2.5和11.5)的水溶液中反复溶胀,水凝胶Hydrogel(b)和Hydrogel(c)均表现出良好的可逆性和稳定性。     

水凝胶的低溶胀性能及其应用

正水凝胶是一类极为亲水的三维网络结构凝胶。它能迅速吸水溶胀而不在水中溶解,当与水结合时,水凝胶通常能够显现出高度溶胀,这种情况对某些应用来说是非常有用的,例如婴儿的尿布、成人卫生用品、止血剂和农业用蓄水或营养物质的凝胶。但是,某些医疗应用,不允许高度溶胀。例如,可吸收明胶是一种不溶于水的、多孔的、柔软形式的明胶,作为止血剂施用于出血表面上。但是,它不适用于在脊柱周围施用,因为在吸收生理液体     

不同细度脱脂紫茎泽兰水凝胶的溶胀动力学EI北大核心CSCD

以不同细度脱脂紫茎泽兰为原料,对比研究在相同的接枝共聚条件下所得水凝胶的溶胀行为。结果表明,在200mesh～325mesh内,随着原料颗粒细度降低,所得相应凝胶的溶胀速率和溶胀度都随之增大,水分子在凝胶中的扩散行为均可用non-Fickian扩散来描述;在325mesh～400mesh时所得凝胶的溶胀过程符合Fickian扩散规律。同时,通过Beren-Hopfenberg微分方程描述凝胶吸液值大于60%的溶胀行为,并计算得到相应凝胶的扩散常数。     

温度敏感型PCL-Pluronic-PCL水凝胶的合成与性能

通过泊洛沙姆(Pluronic)引发己内酯(ε-CL)开环反应,合成了一种较低分子量的PCL-Pluronic-PCL多嵌段共聚物,并采用FT-IR和1H-NMR对其结构进行表征。这种PCL-Pluronic-PCL共聚物有良好的水溶性,并且当其水溶液浓度高于临界凝胶浓度(CGC)时,随着温度的变化呈现出凝胶-溶胶转变特性。采用试管法测试共聚物水溶液的凝胶-溶胶转变。该共聚物水凝胶在可注射药物控制释放系统等方面有着广泛的潜在应用价值。     

P(SAMPS/MTAC)两性离子型吸水凝胶

选择两种具有强电离基团的烯类单位,2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸钠（SAMPS）和（3－甲基丙烯酰胺基）丙基三甲基氯化铵（MTAC）为共聚单体,并以亚甲基双丙烯酰胺为交联剂合成了两性离子型吸水凝胶。实验发现,凝胶的吸水率随MTAC含量升高而降低。在多数情况下,凝胶在电解质溶液中的溶胀度随训电解质浓度提高而下降。只是当SAMPS和MTAC摩尔含量相同时,凝胶才表现出所谓的抗电解质溶胀行为,即随着溶液中电解质浓度提高,凝胶的溶胀度反而升高。此外,凝胶溶胀度还与电解质溶液中的阳离子种类有关。     

多孔性热敏水凝胶P(NIPA-co-SMA)的合成及性质

以亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,CaCO3为致孔剂,通过N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)与甲基丙烯酸钠(SMA)的溶液自由基聚合,制备了一系列多孔性热敏水凝胶;利用环境扫描电镜观察了溶胀状态下的凝胶多孔结构,测定了水凝胶的相转变温度、平衡溶胀率(SR)、热收缩动力学,并考察了致孔剂和交联剂的用量对上述性质的影响;与同条件合成的无孔凝胶相比,多孔凝胶的相变温度基本不变,但室温下SR增大了约50%,100 ℃时的热缩响应时间缩短至约3 min;同时,SR和温度响应灵敏度随致孔剂用量的增加而增加,而交联剂用量增加则使SR降低.     

PVA-PAAIPN水凝胶的制备及其溶胀性质研究

利用化学交联和循环冰冻-解冻相结合的顺序逼近法，制备了由和聚乙烯醇（PVA）和聚丙烯酸（PAA）复合的具有互穿聚合物网络（IPN）结构的高分子水凝胶。研究了交联剂含量，PAA含量和温度对水凝胶溶胀性质的影响，实验结果表明，30℃时，交联剂含量为1.0mol%的凝胶溶胀度最大，凝胶中PAA含量越大，凝胶的溶胀度越大；具有IPN结构的凝胶具有温度敏感性质；调节凝胶中PAA和交联剂的含量，可以控制凝胶突变体系的大小。     

共聚物水凝胶的合成及其溶胀性能研究

以过氧化二苯甲酰(BPO)为引发剂，合成了N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)-甲基丙烯酸肛羟乙酯(HEMA)-甲基丙烯酸丁酯(BMA)共聚物水凝胶，可作为软性角膜接触镜材料。探讨了不同比例的NVP、HEMA、BMA对材料溶胀性能的影响。     

季铵化壳聚糖/聚苯乙烯半互穿水凝胶的制备及溶胀动力学

利用高季铵化取代度的季铵化壳聚糖(QCS)和苯乙烯单体为原料,借助原位乳液聚合、交联的手段制备具有半互穿网络结构的高分子凝胶。该凝胶具有较高的力学强度和较快的溶胀速度,溶胀过程满足Schott’s二级溶胀动力学方程。随凝胶中聚苯乙烯(PS)含量增加,凝胶的拉伸强度增强,断裂伸长率降低,热稳定性增强,含水量下降,吸水溶胀速度加快。当PS质量分数为21%时,干凝胶的拉伸强度为20 MPa,吸水溶胀过程在3 min内达到平衡。扫描电镜结果表明,凝胶结构中没有明显的相分离现象。同时,热稳定性测定结果表明,该凝胶具有良好的热稳定性能,最低分解温度高于150℃。     

pH敏感型海藻酸钙多孔凝胶微球的制备及溶胀性能的研究

以海藻酸钠作为基材,制备了一种在pH值为7.4环境下具有敏感性的多孔水凝胶微球。通过正交试验得到了较佳的制备条件为:海藻酸钠溶液浓度为2%(质量分数),氯化钙溶液浓度为3%(质量分数),水浴温度为60℃,保温时间为40min。在此条件下制得的凝胶微球,在pH值为7.4(结肠pH值环境)的磷酸盐缓冲溶液中溶胀30min后,溶胀比可达21.8;而在去离子水(pH值6左右)和pH值1.2(胃液pH值环境)的缓冲溶液中同样时间的溶胀比仅为1.5。通过添加不同类型和浓度的成孔剂,如PEG200、NaCl等,提高了凝胶微球的溶胀响应速率。结果表明,在没有成孔剂存在的条件下,此凝胶微球在pH值为7.4的缓冲溶液中溶胀到最大溶胀比所需时间为30min,而在添加了适量PEG200、NaCl后,均提高了其溶胀响应速率,分别在10、15min即可达到最大溶胀比。     

多孔P(NIPAm-co-AAm)水凝胶对蛋白质控制释放的研究

采用冷冻聚合法制备了多孔结构的P(NIPAm-co-AAm)智能水凝胶,选用牛血清白蛋白(BSA)为模型药物分子,通过后包裹技术负载蛋白质药物,考察了多孔水凝胶中蛋白质药物的载药量和体外释放行为,研究了不同干燥处理方法对载药后水凝胶的药物控释性能的影响,并且与传统方法制备的P(NIPAmco-AAm)水凝胶进行了药物控释性能对比实验。实验结果表明,在凝胶中引入多孔结构使得P(NIPAm-coAAm)水凝胶的药物载药量和释放量得到了显著的提高。不同的干燥处理方法对多孔P(NIPAm-co-AAm)水凝胶的药物释放影响很大,载药后的凝胶采用冰箱冷冻干燥处理,可使蛋白质药物有较好的缓释效果。     

具有可调溶胀性能的纤维素基温敏水凝胶

基于纤维素的水凝胶用途广泛,但其溶胀调控规律少见报道。文中以羟丙基甲基纤维素(HPMC)和羟乙基纤维素(HEC)为原料,以环氧氯丙烷(ECH)为交联剂,制备了系列纤维素基温敏水凝胶,研究了在温度作用下HPMC及ECH含量、p H、无机盐对水凝胶溶胀性能的影响。结果表明,制备的纤维素基水凝胶具有随温度变化可调的溶胀性能;HPMC含量越高,水凝胶收缩能力越强;ECH含量越高,水凝胶收缩能力越弱;达到溶胀平衡的水凝胶具有良好的力学性能以及p H和无机盐稳定性。