疏水改性聚N-异丙基丙烯酰胺的性能及对溶液组成的依赖性

采用自由基胶束水溶液聚合方法制备了疏水改性聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶(P(NIPA-co-MA／EA／BA／DA)),研究了该类水凝胶和PNIPA水凝胶在去离子水及NaCl、Na2SO4、乙醇水溶液中的溶胀行为及与温度的关系。结果表明,聚合物水凝胶在水溶液中的行为与凝胶化学结构、温度、水溶液中的溶质的种类和含量有关。     

聚(N-异丙基丙烯酰胺)/石墨烯纳米复合水凝胶的制备及其溶胀性能

聚N-异丙基丙烯酰胺(Poly N-isopropylacrylamide,PNIPA)是一种能对外界温度产生响应的智能水凝胶.但是它的平衡溶胀率和响应速度不高,其应用受到一定的限制.本文通过原位聚合法制备了聚N-异丙基丙烯酰胺/氧化石墨烯(GO)水凝胶复合材料.并采用化学还原法对其还原获得了PNIPA/石墨烯复合水凝胶.通过傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)分别表征了凝胶的化学结构和内部形态.测定了凝胶的平衡溶胀率、温度响应性及其在高温(45℃)时的消溶胀性能.研究结果表明:石墨烯的加入使凝胶的多孔结构增加,水释放通道增加,因而PNIPA/石墨烯水凝胶显示出更高的平衡溶胀率,更快的消溶胀速度以及更敏感的温度响应性.     

聚(N-异丙基丙烯酰胺)/石墨烯纳米复合水凝胶的制备及其溶胀性能（英文）

聚N-异丙基丙烯酰胺(Poly N-isopropylacrylamide,PNIPA)是一种能对外界温度产生响应的智能水凝胶。但是它的平衡溶胀率和响应速度不高,其应用受到一定的限制。本文通过原位聚合法制备了聚N-异丙基丙烯酰胺/氧化石墨烯(GO)水凝胶复合材料。并采用化学还原法对其还原获得了PNIPA/石墨烯复合水凝胶。通过傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)分别表征了凝胶的化学结构和内部形态。测定了凝胶的平衡溶胀率、温度响应性及其在高温(45℃)时的消溶胀性能。研究结果表明:石墨烯的加入使凝胶的多孔结构增加,水释放通道增加,因而PNIPA/石墨烯水凝胶显示出更高的平衡溶胀率,更快的消溶胀速度以及更敏感的温度响应性。     

CMCS/PNIPA/粘土纳米复合水凝胶的结构与性能

以无机粘土作为交联剂制备了pH/温度双重响应的羧甲基壳聚糖/聚(N-异丙基丙烯酰胺)/粘土半互穿网络(CMCS/PNIPA/Clay semi-IPN)纳米复合水凝胶,对其结构、形态及溶胀行为等进行了研究。实验表明,无机粘土被剥离成纳米尺寸的片层,均匀分散在凝胶网络中,起交联剂的作用,CMCS以线性大分子存在于水凝胶中。CMCS/PNIPA/Clay纳米复合水凝胶在33℃出现体积相转变,与传统PNIPA凝胶一致;当pH值在CMCS的等电点附近时,凝胶的溶胀度出现最小值。     

PNIPA/CS智能水凝胶的辐射合成及性能研究

选用具有优良温敏性单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)和具有良好生物相容性及生物可降解性的p H敏感性天然高分子壳聚糖(CS)为基本原料,采用辐射法合成了PNIPA/CS智能水凝胶,用红外光谱分析了水凝胶的结构,并测定了水凝胶的溶胀动力学、退溶胀动力学和平衡溶胀率,研究了CS含量对凝胶性能的影响。结果表明,CS分子上的C3—OH和/或C6—OH和PNIPA发生了接枝反应,PNIPA/CS水凝胶的溶胀率随着CS含量的增大而逐渐减小。CS含量为20%的水凝胶其溶胀过程主要由链段的松弛来控制,该水凝胶的平均失水率约为94%,其较低温临界温度(LCST)约为37℃。     

CMCS／PNIPA俳土纳米复合水凝胶的结构与性能

以无机粘土作为交联剂制备了p彤温度双重响应的羧甲基壳聚糖／聚（N－异丙基丙烯酰胺）／粘土半互穿网络（CMCS／PNIPA／Claysemi－IPN）纳米复合水凝胶,对其结构、形态及溶胀行为等进行了研究。实验表明,无机粘土被剥离成纳米尺寸的片层,均匀分散在凝胶网络中,起交联剂的作用,CMCS以线性大分子存在于水凝胶中。CMCS／PNIPA／Clay纳米复合水凝胶在33℃出现体积相转变,与传统PNIPA凝胶一致;当pH值在CMC8的等电点附近时,凝胶的溶胀度出现最小值。     

聚(N-异丙基丙烯酰胺)/聚丙烯酰胺互穿网络水凝胶的合成和性能

合成了2种大分子交联剂——聚乙烯醇双丙烯酸酯(PEGDAc)和聚己内酯双丙烯酸酯(PCLDAc),通过原位自由基聚合与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)和丙烯酰胺(AAm)反应制备了多孔互穿网络温敏性水凝胶。用核磁共振表征了PEGDAc和PCLDAc的结构,凝胶组成通过红外光谱确认。用扫描电镜观测了凝胶内部形态。此外,用DSC表征了凝胶的相变温度,并测定了凝胶不同温度下的溶胀率,研究了其溶胀动力学。结果表明,凝胶具有均匀孔洞结构,且具有较高的溶胀比和较快的去溶胀动力学,AAm/NIPAm的值对凝胶结构和性能均有一定的影响,实验确定了最佳配比,即AAm含量低于单体NIPAm总量的5%。     

反应条件对海藻酸钠/聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶温度及pH敏感性能的影响研究

以海藻酸钠(SA)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为原料,采用水溶液聚合法制备了具有温度和pH值双重敏感性的海藻酸钠/聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶.在不同温度、不同pH值条件下,考察了单体浓度、交联剂用量、引发剂用量和反应温度对该凝胶溶胀度的影响,结果表明,凝胶有良好的温度和pH敏感性能,单体浓度、交联剂用量、引发剂用量和反应温度对凝胶的溶胀度均有较大影响.     

壳聚糖交联智能型水凝胶的制备与降解性能

将天然产物壳聚糖改性后引入聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)温敏性水凝胶体系,研究了N-马来酰化壳聚糖(N-MACH)对水凝胶的温敏性、溶胀性、压缩强度和降解性的影响。结果发现,当N-MACH的含量为30%时,合成的水凝胶不仅具有较好的温敏性和溶胀性能,且其压缩强度比只有BIS交联的PNIPAAm水凝胶提高了311.2%。在40℃、pH 5.0条件下,N-MACH引入量为30%水凝胶在纤维素酶溶液(8 U/mL)中的降解率可达到60.8%,进一步为壳聚糖交联水凝胶在生物领域的应用提供了良好条件。     

温敏性三元共聚水凝胶溶胀及消溶胀行为

采用自由基溶液聚合法,室温下制备了聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-壳聚糖-co-甲基丙烯酸)[P(NIPAM-co-CS-co-MAA)]三元共聚水凝胶,以红外光谱及质量法对凝胶结构和溶胀性进行了表征。结果表明,高交联凝胶溶胀符合non-Fickian扩散;温度高于35℃时溶胀的共聚凝胶均发生明显收缩;相同甲基丙烯酸(MAA)和壳聚糖(CS)单体用量,MAA对凝胶溶胀和消溶胀影响大于CS。不同pH溶液中的溶胀碱性时比酸性条件下更大,pH=5.0左右较差,显示与传统甲基丙烯酸系水凝胶不同的pH敏感性,其消溶胀动力学满足一级动力学方程。     

N-异丙基丙烯酰胺共聚物/粘土纳米复合水凝胶的合成及性能

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)为第一单体,分别以N,N-二乙基丙烯酰胺及N,N-二正丙基丙烯酰胺为第二单体合成了两种不同的共聚物/粘土纳米复合水凝胶.结果表明:复合共聚凝胶的平衡溶胀率、温度响应性能均有较大提高,在一定范围内增大加入的粘土含量,其性能的提高越明显.     

Swelling and diffusion characteristics of modified poly (N-isopropylacrylamide) hydrogels

Thermo-responsive hydrogels are capable of swelling changes to external temperature. A series of modified poly (N-isopropylacrylamide) (PNIPA) hydrogels was synthesized by free radical polymerization in aqueous solution. Acrylamide (AAm) was used to increase the lower critical solution temperature (LCST), while sodium alginate (SA) was used to improve the swelling performance of the hydrogels. Experiments show that 5.5% mass ratio of AAm increased the LCST by about 9 °C above that of conventional PNIPA. Also, SA significantly improved the equilibrium swelling ratio associate with temperature change. Trypan blue diffusion revealed significant differences in the fluid release obtained from hydrogels with modified LCST and swelling properties. The implications of the modified fluid release and swelling characteristics are also discussed for the device design of thermo-sensitive hydrogels for localized drug delivery.     

含聚氨酯型温度和pH双敏性水凝胶的合成及性能研究

合成了两种阴离子型的端烯基聚氨酯（UAA）预聚物，制备了pH值敏感的水凝胶，比较了它们的PH值响应性，将UAA预聚物与N－异丙基丙烯酰胺（NIPA）共聚，得到具有温度和PH值双重敏感性的水凝胶，研究发现聚氨酯侧链的引入对NIPA的相转变温度（LCST）几乎无影响，聚合温度和组成比对所合成的水凝胶性能有较大的影响。     

PAA-Na/PVA半互穿网络水凝胶的离子强度及pH敏感性

采用水溶液聚合法制备了聚丙烯酸钠(PAA-Na)/聚乙烯醇(PVA)半互穿网络水凝胶,研究了水凝胶在不同pH溶液、不同浓度NaCl与CaCl2溶液中的溶胀行为,结果表明,溶胀比随丙烯酸含量增大而增加,在碱性溶液中的溶胀度明显高于酸性溶液,溶胀平衡凝胶在酸性及碱性条件下均出现收缩,在pH=2和pH=12溶液中反复交换时,表现出可逆溶胀-退溶胀性能,具有较好的pH敏感性,凝胶在不同浓度NaCl与CaCl2溶液中溶胀性表明,溶液的离子强度及阳离子的电荷数对凝胶溶胀行为有较大影响。     

快速响应的聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的合成及性能

以羧甲基纤维素的水溶液为反应介质制备了快速响应的温度敏感性聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶。利用DSC对其相转变温度进行了表征,并测定了不同温度下达到平衡时水凝胶的溶胀比,研究了水凝胶的去溶胀动力学。结果表明,在聚合/交联过程中羧甲基纤维素的存在对PN IPA水凝胶的相转变温度几乎没有影响;与传统水凝胶相比,该水凝胶的溶胀性能有所提高,并且具有较快的响应速率。     

孔隙率对多孔聚乙烯醇缩甲醛凝胶性能的影响

通过成孔剂法制备不同孔隙率的聚乙烯醇缩甲醛凝胶(PVFM),其具有对含水量变化快速响应的特性,研究其在吸水、脱水过程中孔隙率对体积、质量、力学性能变化的影响。研究表明,多孔凝胶的孔隙率越高,其吸水、脱水的速度越快。而其力学性能及随含水量变化的敏感性却相应降低。在流量控制、湿度调节等多孔凝胶驱动控制的系统中．缩短凝胶响应时间的同时,要保证其力学行为随含水量变化的敏感性。     

Fumed silica/polymer hybrid nanoparticles prepared by redox-initiated graft polymerization in emulsions

Hybrid particles comprising aggregated fumed silica nanoparticles as the core and hydrophobic polymers existing around the nanoparticles were prepared by ‘grafting from’ polymerization in emulsions. The emulsion polymerization employed cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as a cationic surfactant and sodium dodecyl sulfate (SDS) as an anionic surfactant, respectively, to stabilize the emulsion polymerization. The polymerization was initiated by the redox reaction between ceric ion Ce(IV) and the amine groups on the surfaces of aminated fumed silica nanoparticles that were modified by 3-aminopropyltriethoxysilane. Infrared spectroscopy and thermogravimetric analysis demonstrated that both poly(methyl methacrylate) (PMMA) and polystyrene (PS) were successfully grafted onto the fumed silica surface. The type of surfactant greatly affected the grafting ratio, monomer-to-polymer conversion, and morphology of the product. When CTAB was used as the surfactant, both the grafting ratio and monomer-to-polymer conversion were lower than when SDS was used, but transmission electron microscopy and light scattering analysis indicated that most of the resultant particles were sub-100 nm hybrid nanoparticles with a non-spherical shape and particles sizes of 75–90 and 57–85 nm for PMMA and PS-grafted fumed silica, respectively. Whereas, when SDS was used as the surfactant, the particles agglomerated to form large irregular clusters or even networks, possibly due to the electrostatic attractions between SDS and Ce(IV) and/or the aminated fumed silica nanoparticles in aqueous solution.     

PNIPA/PEG多孔智能水凝胶的辐射合成与性能研究

采用辐射法合成了一系列具有合适相变温度和快速响应性能的PNIPA/PEG多孔智能水凝胶,用红外光谱分析了水凝胶的结构,并测定了水凝胶的溶胀动力学、平衡溶胀率和退溶胀动力学,研究了辐射剂量和成孔剂分子量对凝胶性能的影响.结果表明,PEG分子仅在聚合交联过程中充当成孔剂,不参与反应,反应后被除去;PNIPA/PEG水凝胶的平衡溶胀率(SR)随辐射剂量的升高而减小,其最低临界相转变温度(LCST)在37℃左右,且基本不受辐射剂量的影响;溶胀性能随着PEG分子量的增大而提高.     

树枝状与球状PbS纳米结构的组装合成及其形成机理研究

以醋酸铅为铅源,硫代乙酰胺为硫源,在表面活性剂SDS单独作用和表面活性剂SDS和CTAB共同作用下可选择性地组装合成出颗粒以相同晶面粘连组装成的单晶树枝状PbS纳米结构和颗粒以不相同晶面粘连组装成的多晶球状PbS纳米结构,而且提高反应物浓度能起到调节树枝状和球状PbS纳米结构尺寸的作用.对树枝状和球状PbS纳米结构的形成机理进行了初探,发现SDS单独作用时其烷基链起到的软模板作用有利于PbS小颗粒组装成树枝状的PbS纳米结构.当反应溶液中再加入适量的CTAB时,它在溶液中形成微胶束起到了软模板作用,迫使颗粒粘连组装成球状PbS纳米结构,有效地限制树枝状结构的生长.