智能聚氨酯水凝胶的合成及性能研究

以聚乙二醇(PEG-200、400、600)、二羟甲基丙酸(DMPA)、2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)及N,N'-二乙基丙烯酰胺(DEAAm)等为原料合成了3种对pH值、温度、离子强度等敏感的智能聚氨酯水凝胶,研究了智能聚氨酯水凝胶溶胀率(SR)受pH值、温度、离子强度等因素的影响.结果表明,合成的聚氨酯水凝胶具有良好的pH、温度、离子强度敏感性,并具有良好的溶胀-退胀可逆性.     

黄原胶/聚乙烯醇互穿网络水凝胶的电刺激响应行为

以戊二醛为交联剂,制备了黄原胶/聚乙烯醇(XG/PVA)互穿聚合物网络水凝胶,并研究了其吸水率、力学性能和电刺激响应行为。结果表明,在NaCl溶液中,该水凝胶的平衡溶胀比随NaCl溶液离子强度增大而减小,随pH值的增大而增大,当pH≥7时基本保持不变;经离子强度为0.01 mol/L NaCl溶液充分溶胀的XG/PVA互穿聚合物网络水凝胶其弹性模量为0.9844 MPa,拉伸强度为1.5691 MPa,断裂伸长率为1.60;在非接触的直流电场作用下,于NaCl溶液中,该水凝胶发生弯曲,凝胶的弯曲速度和弯曲偏转程度随外加电场的增加而增大;NaCl溶液离子强度对凝胶弯曲行为产生影响,当溶液离子强度I≤0.05时,凝胶向电场负极弯曲,当溶液离子强度I≥0.05时凝胶向电场正极弯曲;在循环电场作用下,其弯曲响应行为具有良好的可逆性。     

黄原胶/聚乙烯醇互穿网络水凝胶的电刺激响应行为EI北大核心CSCD

以戊二醛为交联剂,制备了黄原胶/聚乙烯醇(XG/PVA)互穿聚合物网络水凝胶,并研究了其吸水率、力学性能和电刺激响应行为。结果表明,在NaCl溶液中,该水凝胶的平衡溶胀比随NaCl溶液离子强度增大而减小,随pH值的增大而增大,当pH≥7时基本保持不变;经离子强度为0.01 mol/L NaCl溶液充分溶胀的XG/PVA互穿聚合物网络水凝胶其弹性模量为0.9844 MPa,拉伸强度为1.5691 MPa,断裂伸长率为1.60;在非接触的直流电场作用下,于NaCl溶液中,该水凝胶发生弯曲,凝胶的弯曲速度和弯曲偏转程度随外加电场的增加而增大;NaCl溶液离子强度对凝胶弯曲行为产生影响,当溶液离子强度I≤0.05时,凝胶向电场负极弯曲,当溶液离子强度I≥0.05时凝胶向电场正极弯曲;在循环电场作用下,其弯曲响应行为具有良好的可逆性。     

纤维素纳米纤维接枝聚丙烯酸pH响应水凝胶的制备及性能

以硝酸铈铵为引发剂,将具有pH响应的聚丙烯酸(PAA)接枝到电纺纤维素(Cell)纳米纤维膜上,制备了pH响应纤维素接枝聚丙烯酸(Cell-g-PAA)纳米纤维水凝胶。研究了接枝单体丙烯酸(N)与纤维素(c)质量比对Cell-g-PAA形貌、接枝率和溶胀性的影响。结果表明:m(N)∶m(c)值从5增加到10,接枝率从11%急剧增加到28%,然后趋于平稳;而m(N)∶m(c)值从5增加到15,溶胀率从(15.2±1.6)g/g增加到(46.1±4.9)g/g,然后下降。同时,研究了pH值和离子强度对水凝胶溶胀率的影响,pH值从2.2增加到7.8时,水凝胶的溶胀率从(31.3±2.5)g/g增加到(42.7±3.2)g/g,pH值进一步增大,溶胀率降低;溶液中离子强度从0mol/L增加到0.15mol/L,水凝胶溶胀率从(36.2±2.6)g/g降低到(21.4±1.4)g/g。本研究为制备快速响应pH水凝胶提供了一种新方法。     

壳聚糖接枝丙烯酸/丙烯酰胺水凝胶的制备及性能

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)两种单体同时对壳聚糖(CTS)进行接枝改性,合成了具有环境响应性的壳聚糖水凝胶,讨论了各合成因素对凝胶溶胀性能的影响及凝胶对pH值、离子强度和温度的响应性。结果表明,当反应时间为2h~2.5 h、单体与CTS质量比为8∶1、反应温度在60℃左右、引发剂用量为0.35%(占单体和CTS总量的百分比,下同)、交联剂用量为0.125%时,制得的水凝胶最高溶胀度可达224 g/g,而且该凝胶同时具有pH值、离子强度和温度敏感性。     

磺化β-环糊精水凝胶的电刺激响应行为

将β-环糊精用环氧氯丙烷交联制成水凝胶,然后用浓硫酸改性引入-SO3H基团,制备了一种电响应性β-环糊精水凝胶,研究了该凝胶的溶胀性能和电刺激响应行为。结果表明,该凝胶在Na2SO4溶液中其平衡溶胀率随Na2SO4离子强度的增大而减小。在Na2SO4溶液中于非接触直流电场作用下,该凝胶向电场负极弯曲,弯曲速度和应变随外加电压的增大而增大,并随Na2SO4离子强度的增大于0.05处出现最大值。但该水凝胶的电响应行为不受外界溶液pH的影响。在循环电场作用下,其电刺激响应行为具有良好的可逆性。     

形状记忆型水凝胶的制备及其在药物控制释放中的应用

以戊二醛为交联剂,制备了pH敏感性明胶-果胶水凝胶(GT-PT)和明胶-辛基果胶水凝胶(GT-OPT),研究了交联剂用量、温度、pH值对凝胶溶胀性能的影响及溶胀-消溶胀性能。结果表明,当温度在30～60℃时,凝胶的溶胀率随温度的升高而增大;且具有明显的pH敏感性,碱性条件下的溶胀率大于酸性条件下的溶胀率;不同pH值条件下,明胶-果胶水凝胶具有"形状记忆"功能。包埋在水凝胶中的牛血清蛋白在pH=1.0时的释药率大于pH=7.8和pH=9.18时的释药率。此类水凝胶有望用于蛋白质的pH值及温度控制释放。     

聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯/聚乙烯醇半互穿网络水凝胶的溶胀行为

以甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)和聚乙烯醇(PVA)为原料,通过自由基聚合法制备了一系列半互穿网络水凝胶(PDVA)。研究了原料配比对该系列半互穿网络水凝胶最低临界溶解温度(LCST)的影响,以及介质pH值、温度对半互穿网络水凝胶溶胀行为的影响。结果表明,PVDA系列半互穿网络水凝胶的LCST随PVA含量的增加而升高,在酸性和碱性条件下该系列水凝胶的溶胀度与温度之间的变化关系恰恰相反;当温度低于LCST时,水凝胶的溶胀度随介质pH值的增大呈现先增大后减小的变化趋势,而当温度高于LCST时,PDVA系列水凝胶的溶胀度几乎不随介质pH值的变化而变化。     

阴离子型高吸水性树脂凝胶的响应性能

以CMCTS-g-PAA和CMCTS-g-(PAANa-co-PVP)两类羧甲基壳聚糖改性阴离子型高吸水性树脂凝胶为研究对象,对其所吸收液体性能变化的响应性进行了研究。研究发现,阴离子型高吸水性树脂随乙醇/水混合溶剂中乙醇体积分数(φ)的增大发生体积相转变;随树脂结构中链段极性的增大,凝胶相变点相应的(φ)值降低;并随所吸收液体中低极性乙醇含量的增大,-COO-之间的相互排斥作用减弱,树脂的吸水速率降低。当研究溶液离子强度对树脂溶胀性能的影响时发现,1/S值较大时,离子强度与Q5/3成正比;但离子浓度较大时,Q5/3与1/S的线性关系消失。此外所吸收溶液的pH值对树脂的吸收率也有很大的影响。     

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。     

Synthesis and characterization of a pH/temperature responsive glycine-mediated hydrogel for drug release

In this work, a pH/temperature responsive hydrogel (PMEA) from N-acryloylglycine methyl ester (NAGME), N-acryloylglycine ethyl ester (NAGEE), and acrylic acid (AAc) was synthesized by free radical polymerization. The swelling behaviors and drug release properties of hydrogels were systematically investigated at different temperature, pH, and AAc content. It was found that the hydrogel PMEA demonstrated pH and temperature responsive nature. The caffeine-release behaviors showed that only 49.1% caffeine was released from PMEA in pH 2.70 phosphate buffer solution (PBS) after 500 minutes, whereas more than 93.9% caffeine was gradually diffused into the medium in pH 7.49 PBS over the same time interval. In addition, the caffeine release was much higher at 37°C than that at 14°C in deionized water. As seen from the results, the PMEA seems to be a potential drug carrier with pH-temperature responsiveness.     

PVA/P(AA-AM)复合水凝胶的制备及性能

采用水溶液聚合方法合成了不同组成的丙烯酸-丙烯酰胺共聚物(P(AA-AM))。将聚乙烯醇(PVA)与所合成的P(AA-AM)共混,以戊二醛为交联剂,制备出了不同结构的PVA/P(AA-AM)复合水凝胶。采用扫描电镜观察了凝胶形貌,研究了复合水凝胶的结构与性能关系。结果表明,复合水凝胶溶胀性能与所用交联剂加量有关,复合水凝胶的溶胀度随着交联剂加量增加先增大后减小,在交联剂加量为0.5%时水凝胶溶胀度达到最大值。复合凝胶中的聚合物组成对溶胀度影响显著,随着P(AA-AM)含量提高,水凝胶的溶胀度逐渐增大。适当结构的复合水凝胶具有pH敏感性,敏感程度随着凝胶中P(AA-AM)含量的增加而增强。     

温度/pH敏感性Semi-IPN水凝胶的制备与性能

以N-乙烯基乙酰胺（NVA）、醋酸乙烯酯（VAc）和甲基丙烯酸-N,N′-二甲氨基乙酯（DMAEMA）为原料,通过自由基聚合制备了PDMAEMA/P（NVA-co-VAc）半互穿网络（Sem-iIPN）水凝胶。实验结果表明,该水凝胶具有较好的温度敏感性、pH敏感性、溶胀-退胀可逆性。随着温度的逐渐升高,凝胶的溶胀率随之...     

Synthesis and characterization of a pH/temperature responsive glycine-mediated hydrogel for drug release

In this work, a pH/temperature responsive hydrogel (PMEA) from N-acryloylglycine methyl ester (NAGME), N-acryloylglycine ethyl ester (NAGEE), and acrylic acid (AAc) was synthesized by free radical polymerization. The swelling behaviors and drug release properties of hydrogels were systematically investigated at different temperature, pH, and AAc content. It was found that the hydrogel PMEA demonstrated pH and temperature responsive nature. The caffeine-release behaviors showed that only 49.1% caffeine was released from PMEA in pH 2.70 phosphate buffer solution (PBS) after 500 minutes, whereas more than 93.9% caffeine was gradually diffused into the medium in pH 7.49 PBS over the same time interval. In addition, the caffeine release was much higher at 37°C than that at 14°C in deionized water. As seen from the results, the PMEA seems to be a potential drug carrier with pH-temperature responsiveness.     

内盐凝胶的制备及对烟酰胺的控释

以甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMAE-MA)、衣康酸(IA)、亚甲基双丙基酰胺(BIS)和过硫酸钾(KPS)为原料在室温下制备内盐凝胶。研究了原料配方对凝胶形成的影响、内盐凝胶的吸水动力学及溶胀机制、凝胶的pH值敏感性以及对烟酰胺的负载与负载凝胶在不同pH值介质中的释放行为,并用红外光谱对凝胶结构进行了表征。结果表明,n(IA)/n(DMAEMA)>1后将降低单体的转化率,不利于凝胶的形成;内盐凝胶不具有高吸水性,其吸水溶胀机制符合Fickian扩散;在pH值为12的缓冲溶液中溶胀率比在pH值为3的缓冲溶液中高;凝胶对烟酰胺的负载率可以超过200%。在25℃下,烟酰胺在pH值为3的介质中释放比在pH值为12的介质中释放快。     

Poly(DMAEMA-co-VP)/Fe_3O_4纳米复合水凝胶的制备及性能

以甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)、4-乙烯基吡啶(VP)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,在Fe_3O_4纳米粒子分散液中原位共聚制备了具有温度、pH、磁场三重响应性的纳米复合水凝胶。对纳米复合水凝胶的溶胀性能、温敏性、pH敏感性、磁场响应性等性能进行了研究,进而考察了纳米复合水凝胶对重金属离子(Cu~(2+))的吸附脱附行为。结果表明,纳米复合水凝胶具有良好的温敏性、pH敏感性和磁场响应性,并且对重金属离子(Cu~(2+))有可逆的吸附-脱附作用。     

聚丙烯酸类水凝胶的制备及其在碱性溶液中的pH敏感性

以（NH₄）₂S₂O₈和NaHSO₃为氧化-还原引发剂、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂,采用自由基水溶液聚合方法,分别合成了聚丙烯酸（PAAc）、聚丙烯酰胺（PAAm）和系列丙烯酸（AAc）质量分数（fAAc）不同的聚（丙烯酸-co-丙烯酰胺）（P（AAc-co-AAm））水凝胶。进而分别对其在碱性缓冲溶液和NaOH溶液中的pH敏感行为进行了探讨。结果表明,PAAc和P（AAc-co-AAm）凝胶在2种溶液中均具有优良的pH响应行为,且在NaOH溶液中的溶胀比大于缓冲溶液中;而PAAm凝胶仅在NaOH溶液中具有pH敏感性。2种溶液中,随f（AAc）的增加,P（AAc-co-AAm）凝胶的平衡溶胀比（ESR）增大;但在缓冲溶液中,当f（AAc）≥20%时,P（AAc-co-AAm）凝胶的溶胀行为与PAAc相似,而当f（AAc）<20%时,其溶胀则同时表现出PAAc和PAAm凝胶的溶胀特性。溶胀机理分析表明,凝胶的溶胀主要受聚合物网络内静电排斥作用和离子屏蔽效应控制。     

External stimuli response on a novel chitosan hydrogel crosslinked with formaldehyde

Keeping in mind the significance of hydrogels as an external stimuli sensitive super absorbing material, some transparent covalent hydrogels of chitosan were prepared by crosslinking with varying amounts of formaldehyde solution used as crosslinking agent. The characteristics of hydrogels were investigated by Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy and swelling experiments. The effect of crosslinking agent on water absorbency has been investigated. The hydrogels exhibited a relatively higher swelling ratio in the range of 2066–3306% and equilibrium water content (EWC) in the range of 95-38–97 06% at pH 7 and 35°C temperature. The influence of external stimuli such as pH, temperature, and ionic strength of the swelling media on equilibrium swelling properties has been observed. Hydrogels showed a typical pH and temperature responsive behaviour such as low pH and high temperature has maximum swelling while high pH and low temperature show minimum swelling. An increase in the ionic strength of swelling media caused a continuous decrease in the swelling of hydrogels at both acidic and basic pH.     

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。