温敏性PNIPAAm多孔水凝胶制备方法的研究进展

聚N-异丙基丙烯酰胺 (PNIPAAm)水凝胶由于其大分子侧链上同时含有亲水性的酰胺基和疏水性的异丙基而成为一种典型的温敏性水凝胶.但传统方法制备的PNIPAAm水凝胶对环境温度的响应速率非常慢,因而限制了它在相关领域的应用效果.为克服这一不足,将多孔结构引入PNIPAAm水凝胶是一种行之有效的方法.综述了近年来有关多孔PNIPAAm水凝胶的制备方法,如相分离法、模板法、致孔剂法、聚合物互穿网络法、冷冻聚合法等的研究进展及各自的优缺点.     

羧甲基纤维素钠/聚(N-异丙基丙烯酰胺)半互穿网络水凝胶的制备及溶胀性能

制备了具有温度、pH双重敏感特性的羧甲基纤维素钠／聚（N-异丙基丙烯酰胺）的半互穿网络水凝胶（CMC／PNIPAAm semi—IPN）。研究了温度、pH对该凝胶溶胀度的影响。结果表明,在酸性（pH=1．0）和弱碱性（pH=7．4）条件下,semi—IPN凝胶溶胀度均随着温度的升高而下降,但在pH=1．0时,semi-IPN凝胶的溶胀度小于PNIPAAm凝胶的溶胀度;在pH-7．4时,结果正好相反。20℃时,该凝胶有良好的pH敏感性;而37℃时,敏感性不明显。同时对该凝胶的消溶胀动力学进行了研究,结果发现,试凝胶的消溶胀速率随着凝胶中CMC组分含量的增加而增大。     

聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶的微波合成与性能

以水为溶剂,N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(Bis)为交联剂,分别通过微波合成法和水浴加热法制备了聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)水凝胶,研究了交联剂浓度、反应时间、反应温度等对反应的影响,及PNIPAM水凝胶在不同温度和pH值下的溶胀性变化。研究结果表明,与水浴加热法相比,微波合成法缩短了反应时间,从10h缩减至1h左右;适当延长反应时间和提升反应温度有利于提高单体转化率。微波法合成PNIPAM的最佳条件为:H2O为溶剂,100℃~110℃反应40 min~60 min,交联剂m(Bis)/m(NIPAM)=5/100,单体转化率97%~98%。而且,微波合成法制备的水凝胶具有更显著的温度和pH敏感性能。     

壳聚糖/聚(N-异丙基丙烯酰胺)全互穿网络水凝胶的制备及性能

以壳聚糖(CS)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)为原料,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,制备具有温度和pH值双敏感性的全互穿网络水凝胶(Full-IPN);利用红外光谱(FT-IR)对其分子结构进行表征,扫描电镜(SEM)观察其内部形貌,并通过DSC对其低临界溶解温度(LCST)进行表征,最后研究了不...     

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.     

含笼形POSS的PNIPAM温敏性水凝胶的溶胀及药物缓释行为

以八乙烯基低聚倍半硅氧烷(OVPS)为交联剂,通过溶液共聚制备了聚N-异丙基丙烯酰胺有机/无机杂化水凝胶(P(OVPS-co-NIPAM)),研究了其溶胀、消溶胀和再溶胀及药物缓释行为。结果表明,所有P(OVPS-co-NIPAM)杂化水凝胶的平衡溶胀率SR均随温度升高而降低。20℃,5-P(OVPS-co-NIPAM)杂化水凝胶在去离子水中的SR与常规水凝胶P(MBA-co-NIPAM)相同,但在生理盐水中的SR,前者明显大于后者。随着OVPS含量的增加,杂化水凝胶的SR、再溶胀和消溶胀速率均逐渐下降。5-P(OVPS-co-NIPAM)杂化水凝胶的载药率和累积释药率均高于常规水凝胶P(MBA-co-NIPAM)。此外,P(OVPS-co-NIPAM)杂化水凝胶的药物释放速率均高于常规水凝胶,而且20℃时随OVPS含量增加,释药加快。     

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℃。     

不同条件对SA/GT/CS三元复合水凝胶微球溶胀性能的影响

将海藻酸钠/明胶共混液滴入舍有CaCl2的壳聚糖醋酸溶液中,制备出SA/CS/GT三元复合水凝胶微球.改变sA/GT的质量配比、盐离子浓度、温度,考察不同条件下对复合微球溶胀度的影响.结果表明:当SA : GT质量比为10:0.6、10:0.8,CaCl2浓度为3%～4 %,所成微球的溶胀性能较好;随温度的升高,溶胀度不断增大.     

温敏性丝胶蛋白/聚(N-异丙基丙烯酰胺)互穿网络水凝胶的结构与形态

采用同步-互穿网络方法制备丝胶蛋白(SS)/聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)互穿网络(IPN)水凝胶。用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)对其组成结构进行表征,表明形成了互穿网络结构水凝胶。通过透射电镜(TEM)和差示量热扫描(DSC)研究两相微结构,结果显示,尽管两相间存在微观相分离,但两者之间仍然具有一定的相容性。扫描电镜(SEM)观察到该水凝胶具有相互贯通的多孔结构。热失重(TG)研究发现,IPN提高了SS的热稳定性。     

聚N-异丙基丙烯酰胺/粘土纳米水凝胶的合成及性能

在制成钠基粘土的基础上，对粘土进行了改性，并把改性后的粘土分散在N-异丙基丙烯酰胺的水溶液中在室温下聚合，结果表明这种水凝胶具有较好的温度响应性和快速的相转变特性，而加入15％粘土的水凝胶的溶胀比和温度响应性能均大大提高。用X射线衍射分析表明此水凝胶是纳米复合物。     

可生物降解海藻酸钠高吸水性树脂的性能与结构

用土壤掩埋法和微生物降解法对聚丙烯酸盐/海藻酸钠高吸水性树脂的生物降解性能进行了研究,结果表明,树脂能被土壤和微生物降解,海藻酸钠含量为10%的树脂在土壤中埋置60 d后降解率达37.6%,在芽孢杆菌培养液中60d的降解率则超过50%,且降解速度随海藻酸钠含量的提高而加快。TG表明,树脂的热稳定性较好。IR初步表明,树脂为丙烯酸盐与海藻酸钠的接枝共聚物。     

海藻酸钠接枝聚(N-乙烯己内酰胺)的合成与性能

采用不同引发体系引发温敏性聚(N-乙烯己内酰胺)(PVCL)与海藻酸钠(SA)的接枝聚合反应,其中偶氮二异丁腈(AIBN)做引发剂时接枝效果最好。在AIBN作引发剂情况下,考察了引发剂浓度、反应时间以及原料配比等因素对接枝率(G)及单体接枝效率(GE)的影响,结果表明,当AIBN浓度为6×10-3mol/L,反应时间为5h,原料配比m(VCL)∶m(SA)为2∶1时,接枝效率达到最大。利用红外光谱技术以及热重分析对接枝共聚物的结构进行了表征。浊度研究表明,接枝共聚物具有较好的温敏性。     

聚乙烯醇水凝胶的制备及性能

利用冷冻-解冻法制备聚乙烯醇(PVA)水凝胶,研究了不同因素对PVA水凝胶力学性能和溶胀特性的影响。结果表明,PVA水凝胶是一种典型的粘弹性材料,在一定应变区内,材料的拉伸模量随应变的增加而增大;拉伸强度和平均拉伸模量随PVA水溶液的浓度和冷冻-解冻循环次数的增加而增强,凝胶的最大拉伸强度和拉伸模量分别为2.27 MPa和0.95 MPa。溶胀特性研究显示,PVA水凝胶在生理盐水中的平衡溶胀比小于其在蒸馏水中的平衡溶胀比;凝胶的平衡溶胀比随浓度和冷冻-解冻次数的增加而下降,其下降趋势满足幂函数的变化规律;水凝胶的溶胀过程符合溶胀动力学方程。     

聚乙烯醇/海藻酸钠复合纳米纤维膜的制备和交联改性

采用静电纺丝技术制备聚乙烯醇/海藻酸钠复合纳米纤维膜,利用氯化钙乙醇溶液进行交联改性。研究复合纳米纤维制备、交联工艺对材料表面形貌、耐水性、热性能等的影响。结果表明:纳米纤维直径在200~500nm之间,纤维平均直径随海藻酸钠含量的增大而增大,复合纳米纤维结晶度随海藻酸钠含量的增大而降低,热稳定性随海藻酸钠含量的增大而下降。交联改性后复合纳米纤维材料耐水性提高,纤维形貌保持,纤维之间粘结增多,材料不发生熔融相转变,热稳定性下降。     

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.     

海藻酸钠与羟乙基茯苓多糖复合凝胶球的制备及性能

为了提高海藻酸钠凝胶球的溶胀率和溶胀时间,将羟乙基茯苓多糖(HEP)引入海藻酸钠(ALG)/Ca2+交联的凝胶体系中,形成复合凝胶球,并研究其在模拟胃肠液中的溶胀行为。同时采用红外光谱与扫描电镜对该复合凝胶球的结构及形态进行了研究。结果发现该HEP/ALG复合凝胶球具有显著pH敏感性,即在酸性条件下,溶胀缓慢,但是在中性及碱性条件下,溶胀率大大提高。而且,与单一的海藻酸钠凝胶球相比,其溶胀时间延长了近1个小时,溶胀率可达到20左右。