物理/化学复合交联水凝胶的结构形态和温敏性

以等质量的物理交联剂锂皂石(hectorite)和化学交联剂亚甲基双丙烯酰胺(MBA)共同作为交联剂制备了聚异丙基丙烯酰胺水凝胶。该复合交联剂改善了仅用MBA交联制备的水凝胶的脆性和透光性,储能模量(E′)约为单独使用亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和hectorite制备的水凝胶的储能模量之和的一半,体积相转变温度(VPTT)仍在32℃左右,和单独使用MBA和hectorite制备的水凝胶的VPTT相一致,但内部形态和溶胀度更多地取决于化学交联剂MBA的使用。     

Effect of feed ratios of physical and chemical cross-linker on temperature-sensitivity of hydro~el

采用化学交联剂亚甲基双丙烯酰胺（MBA）和物理交联剂无机纳米黏土硅酸镁锂（LMSH）复配制备聚异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）水凝胶。随m（MBA）∶m（LMSH）的质量比由9∶1降至为1∶9,水凝胶的透光度和溶胀度增加。凝胶的内部形态取决于交联剂配比,孔洞尺寸随LMSH含量增加而增加。当m（MBA）∶m（LMSH）的质量比为9∶1和1∶9时,温度脉冲响应性最好,但m（MBA）∶m（LMSH）的质量比为1∶9时凝胶对温度的响应最为敏感,20℃下的储能模量最高。DSC结果表明体积相转变温度（VPTT）均在33℃左右,但VPTT范围随LMSH含量增加而窄化。     

交联方式对半乳糖基温敏凝胶结构和性能的影响

为改善传统化学交联水凝胶的低力学性能、透明度、溶胀度和生物相容性,以无机纳米粒子硅酸镁锂(LMSH)作为物理交联剂,半乳糖氨基化的丙烯酸衍生物(GAC)作为生物相容性单体,N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为功能单体,采用原位自由基聚合制备得到兼具温度敏感性和生物相容性的纳米复合水凝胶poly(NIPAM -LMSH-GAC).结果表明:LMSH在水凝胶基体中被完全剥离,并起到交联作用;相比于传统化学交联剂制备的此类水凝胶,所得物理交联的纳米复合水凝胶具有更高的溶胀度、良好的温敏性、优异的脉冲响应性,但鼠成纤细胞(L929)在纳米复合水凝胶表面的细胞数量略低;物理交联剂LMSH的使用和一定量的GAC的使用并没有明显改变水凝胶的体积相转变温度(VPTT),仍保持在33℃左右.     

交联方式对半乳糖基温敏凝胶结构和性能的影响

为改善传统化学交联水凝胶的低力学性能、透明度、溶胀度和生物相容性, 以无机纳米粒子硅酸镁锂(LMSH)作为物理交联剂, 半乳糖氨基化的丙烯酸衍生物(GAC)作为生物相容性单体, N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为功能单体, 采用原位自由基聚合制备得到兼具温度敏感性和生物相容性的纳米复合水凝胶poly(NIPAM-LMSH-GAC)。结果表明: LMSH在水凝胶基体中被完全剥离, 并起到交联作用; 相比于传统化学交联剂制备的此类水凝胶, 所得物理交联的纳米复合水凝胶具有更高的溶胀度、良好的温敏性、优异的脉冲响应性, 但鼠成纤细胞(L929)在纳米复合水凝胶表面的细胞数量略低; 物理交联剂LMSH的使用和一定量的GAC的使用并没有明显改变水凝胶的体积相转变温度(VPTT), 仍保持在33℃左右。     

亲/疏水改性温敏凝胶最新研究进展

温度敏感性聚异丙基丙烯酰胺凝胶是一类具有广泛应用前景的软湿材料,但存在功能单一、响应速率慢、粒度分布宽和机械性能差等缺点,因而温敏凝胶的化学和物理改性成为凝胶研究的热点之一。综述了近5年温敏凝胶的亲疏水改性的最新研究进展。     

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。     

基于N-异丙基丙烯酰胺的磁性温敏水凝胶研究进展

基于N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)的磁性温敏水凝胶是一种具备双重响应性的新型智能材料,在许多领域尤其是生物医药、生物工程等方面受到广泛的关注。综述了国内外近年来此类磁性温敏水凝胶的制备方法及相关应用,并对其目前存在的问题和今后的发展方向提出一些看法。     

三元共聚物温敏性微凝胶的制备及性能研究

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-叔丁基丙烯酰胺(NT-BA)为共聚单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,通过无皂乳液聚合的方法制备了一系列三元共聚物温敏性微凝胶。测定结果表明,所得微凝胶具有规则的球形结构且粒径分布均一,引入疏水性单体NTBA能有效调节共聚物微凝胶的低临界溶解温度(LCST),并对其药物负载与释放进行了初步探索。     

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。     

温度敏感性水凝胶PNIPAm/DMA的制备与研究

采用乳液聚合的方法,以N-异丙基丙烯酰胺（N-isopropylacrylamide,NIPAM）,N,N-二甲基丙烯酰胺（N,N＇-dimethylacrylamide,orDMA）为功能单体,过氧化硫酸胺（Ammonium persulfate,or APS）为引发剂,制备出了含有高亲水性单体含量的温度敏感性的PNIPAM/DMA微水凝胶,通过动态激光光散射仪（DLS）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、扫描探针显微镜（AFM）对其结构和性能进行了研究,结果表明,随着DMA含量的增加和温度的升高,微凝胶的粒径逐渐增加;随着DMA含量的增加,最低临界转变温度（LCST）和相转变温度也相应的升高;随着APS用量的增加,凝胶粒径逐渐增加,且当APS的用量为单体浓度的0.03%和0.04%时,反应40min会出现沉淀。     

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。     

锌酞菁接枝温敏水凝胶的制备及光活性

将具有较高光催化活性的反应型锌酞菁负载到温敏聚合物——聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶载体上,制得一种新型的温敏高分子催化剂。研究了酞菁接枝水凝胶的温敏性能,发现其对温度有明显的依赖性和响应性。通过对α-萘酚进行光催化氧化实验,发现其在可见光照射下具有较高的光催化活性,气质分析得到其氧化产物主要是邻苯二甲酸。另外,循环实验表明该催化剂具有较好的稳定性,可重复使用。     

硅酸钙-海藻酸钙复合水凝胶膜的制备及表征

将海藻酸钠与硅酸钙共混,经过钙离子交联制备了硅酸钙-海藻酸钙(CaSiO_3-CaAlg)复合水凝胶平板膜,观测了其形貌。对CaSiO_3-CaAlg复合膜进行了FTIR、TG和XRD表征。研究了不同CaSiO_3含量的CaSiO_3-CaAlg复合水凝胶平板膜在湿态下的力学拉伸性能,并研究了其溶胀性能。结果表明,CaSiO_3与CaAlg具有较好的相容性,CaSiO_3的加入改善了CaAlg的热性能。随着CaSiO_3含量的增加,CaSiO_3-CaAlg复合水凝胶膜的极限应力先增加后减小。CaSiO_3-CaAlg复合水凝胶膜制备方法简单,没有用到任何有机溶剂,膜厚度可控且均匀,易批量生产,有望应用于组织工程材料以及医用敷料中。     

Effect of AAc-GA content on swelling behaviors of temperature-sensitive PNIPAAm-based hydrogels

A series of temperature-sensitive poly(NIPAAm-co-AAc-GA) hydrogels were synthesized by the copolymerization of glycyrrhetinic acid with vinyl monomer (AAc-GA) and N-isopropylacrylamide (NIPAAm) in N, N-dimethylformamide (DMF). Since GA has the specific binding capacity to asialoglycoprotein receptors on the membrane of hepatocyte, the hydrogel with GA could be expected as good candidate for hepatic cell culture. The results showed that macroporous and channel network structure was formed in the hydrogel matrix. With increasing the AAc-GA content, the swelling ratios of hydrogels and lower critical solution temperature (LCST) increased because of the hydrophilic group of AAc-GA and the macroporous structure. In addition, the prepared hydrogels could respond quickly to temperature and exhibited good reversible temperature-responsive characteristics.     

Thermally responsive polymeric hydrogel brushes: synthesis, physical properties and use for the culture of chondrocytes

Hydrogel brushes are materials composed of a water-swollen network, which contains polymer chains that are grafted with another polymer. Using a thermally responsive polymer, poly(N-isopropyl acrylamide) (polyNIPAM), as the graft component we are able to maintain the critical solution temperature (Tcrit), independent of the overall composition of the material, at approximately 32 degrees C. The change in swelling at Tcrit is a function of the amount of polyNIPAM in the system. However, there is a much smaller change in the surface contact angles at Tcrit. PolyNIPAM-based materials have generated considerable interest, as 'smart' substrates for the culture of cells and here, we show the utility of hydrogel brushes in cell culture. Chondrocytes attached to the hydrogel brushes and yielded viable cell cultures. Moreover, the chondrocytes could be released from the hydrogel brushes without the use of proteases by reducing the temperature of the cultures to below Tcrit to induce a change in the conformation of the polyNIPAM chain at Tcrit. The importance of the crosslink hydrogel component is illustrated by significant changes in cell attachment/cell viability as the crosslink density is changed.     

纳米硅酸镁锂对磁流变液性能的影响

以纳米硅酸镁锂、羰基铁粉、硅油等原料制备了一种稳定性好的磁流变液.用振动样品磁强计、扫描电子显微镜、比表面分析仪分别测试了羰基铁粉的磁性能、表面形貌和粒径;用磁流变仪测试了磁流变液的表观粘度和磁致剪切应力;用静置沉降法分析了磁流变液的沉降稳定性.结果表明:纳米硅酸镁锂具有良好的粘度调节功能,用其制备的磁流变液具有触变性,抗沉降性,更大的磁致剪切应力;得出了纳米硅酸镁锂浓度与磁流变液粘度和磁致剪切应力的定量关系.