物理/化学共交联水凝胶的溶胀性能

以物理交联剂锂皂石（hectorite）和化学交联剂亚甲基双丙烯酰胺（MBA）共同作为交联剂,在水溶液中通过自由基聚合制备聚异丙基丙烯酰胺水凝胶,并采用称重法研究了水凝胶的（消）溶胀和刺激响应性行为．结果表明,所得水凝胶的溶胀度介于分别以hectorite和MBA制备的水凝胶之间,消溶胀度变化曲线和MBA交联水凝胶相近,在20℃和40℃交替刺激下表现出良好的溶胀一消溶胀行为．     

粒状温敏性PNIPA水凝胶的制备

为得到颗粒型温敏性水凝胶,采用N-异丙基丙烯酰胺(N-isopropylacrylamide,NIPA)的反相悬浮聚合方法.根据电导率的变化考察聚合体系的稳定性,并系统地研究了合成工艺对凝胶粒子粒径和形态的影响.实验证明,运用反相悬浮聚合可以制得粒径为40～370 μm的粒状PNIPA温敏性水凝胶.研究发现单体配方、分散剂用量和搅拌速度对产物粒子的大小、粒径分布和形态影响较大,共单体丙烯酸钠的引入能改变凝胶粒子的形态.从凝胶粒子粒径分布和形态,可见NIPA物系的反相悬浮聚合反应主要在水相液滴中进行.     

亲水型温敏凝胶聚合物的制备与性能分析

温敏高分子材料因其对温度具有敏感性而被应用于温控开关及药物控温释放等领域.本文以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)、甲基丙烯酰胺(MAm)作为单体,过硫酸钾作为引发剂,采用N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)作为交联剂,制备了亲水型温敏凝胶聚合物,并研究了两种单体组分的质量分数比及交联剂的用量对所制备的凝胶聚合物的低临界溶液温度(LCST)、溶胀率和保水率的影响.研究结果表明:合成的N-异丙基丙烯酰胺与甲基丙烯酰胺的凝胶聚合物(简写为P(NI-PAm-co-MAm))的低临界溶液温度(LCST)随着凝胶聚合物体系中亲水单体比例的增加而升高;交联剂含量越多,则凝胶聚合物的溶胀率越小,而保水率增大;凝胶聚合物的亲水单体比例增加,则凝胶聚合物的溶胀率和保水率均增大.     

辐射合成含β—环糊精主体分子的聚丙烯酰胺水凝胶及其体积相变研究

用６０Ｃｏ－γ射线辐射合成聚丙烯酰胺和含β－环糊精主体分子的聚丙烯酰胺水凝胶，并通过碱性水解得到不同水解程度的水凝胶各样品，用元素分析和红外光谱表征水凝胶聚合物的组成，测定和水凝胶样品在不同浓度的丙酮－水溶液中的体积相变，并根据Ｆｌｏｒｙ－Ｈｕｇｇｉｎｓ混凝状态方程定性地解释由于水凝胶聚合物网络上主体分子β－环糊精的引入，导致其发生体积相变时临界丙酮浓度的变化规律。     

PEGDA/NIPAM共聚物水凝胶的溶胀性能及体积相变研究

以IRGACURE2959为光引发剂,聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGAD)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为单体,通过紫外光引发光聚合合成了PEGDA/NIPAM共聚物水凝胶.研究了不同单体质量比凝胶材料在不同温度和pH值下的溶胀性能,测试凝胶在不同温度水中的体积相变.研究结果表明,水凝胶的平衡溶胀率随着NIPAM质量浓度增大而增大,随着环境温度的升高而减小,随着环境pH的增大而增大;NIPAM引入后,随着温度升高达到凝胶低临界溶解温度(LCST)时,凝胶平衡溶胀率及溶胀比减小明显加快,发生体积相变;随着NIPAM质量浓度的增大,凝胶溶胀饱和率减小,凝胶具备良好的延缓溶胀性能.     

可聚合离子液体AMPS-TEA的合成及其交联共聚物对有机溶剂的吸收行为

以丙酮为溶剂,以三乙胺（TEA）中和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）,合成了阴离子带不饱和键的AMPS-TEA可聚合离子液体,采用差示扫描量热（DSC）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、核磁共振技术（¹H-NMR）表征该离子液体;以过硫酸铵（APS）为引发剂,以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺（NMBA）为交联剂,AMPS-TEA与丙烯酰胺（AAm）在水溶液中共聚,合成了Poly(AMPS-TEA-co-AAm)凝胶,研究了该凝胶的吸收行为.结果表明,AMPS-TEA的玻璃化温度为-59.4 ℃,Poly(AMPS-TEA-co-AAm)凝胶吸水可达218 g/g,吸收二甲亚砜可达68 g/g,并对1-丁胺、甲醇、乙醇、N-甲基吡咯烷酮等多种有机溶剂具有超强吸收作用.提出离子液体完全由阴、阳离子组成、处于完全电离状态,是可聚合离子液体的交联共聚物对有机溶剂具有超强吸收作用的关键原因.     

聚N-异丙基丙烯酰胺凝胶在Na2HPO4水溶液中的溶胀平衡

基于N－异丙基丙烯酰胺，研制N－异丙基丙烯酰胺均聚凝胶和N－异丙基丙烯酰胺与甲基丙烯酸的共聚凝胶，研究25℃时聚N－聚丙基丙烯酰胺类凝胶在Na2HPO4水溶液中的溶胀行为（浓度为10^-3－1.2mol/kg)，探讨共聚单体浓度，交联剂浓度和单体总量对溶胀行为的影响。同时测定Na2HPO4在胶体相和与之并存的液相中的分配。     

智能石墨烯复合水凝胶的制备与表征

智能水凝胶是一种敏感性材料,能对不同环境的刺激产生相应的变化。实验以N-异丙基丙烯酰胺为原料,石墨烯为添加剂,N-N’亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,原位聚合得到复合水凝胶。研究了石墨烯浓度、交联度对吸水速率、膨胀比的影响。结果表明,石墨烯的浓度与吸水速率、膨胀比成反比。同时探讨了交联度对其机械性能的影响,表明交联度与拉伸强度成反比。通过扫描电镜观察其断面形貌,断面呈现多孔状形态。     

PLGA-PEG-PLGA温敏水凝胶的体外释药行为

通过试管倒置法考察曲克芦丁对温敏水凝胶温敏性的影响。选用相变温度为25℃的PLGA-PEG-PLGA为载体,曲克芦丁为模型药物,物理混合法制备凝胶浓度为20%(质量分数)含药凝胶,采用无膜溶出模型研究其在体外不同温度下(40℃和30℃)的释药行为。结果显示:曲克芦丁的加入对温敏水凝胶的温敏性影响不大;通过改变PLGAPEG-PLGA温敏水凝胶的温度可以改变其释药速度。因此可以得出结论:PLGA-PEGPLGA水凝胶可作为药物脉冲式释放的载体,通过控制温度可控制其对药物的释放。     

聚丙烯酰胺—酚醛脂复合交联体系的研究

以聚丙烯酰胺（ＨＰＡＭ）为主体的交联体系是我国各大油田调堵水的常用方法。本文研究以聚丙烯酰胺（ＨＰＡＭ）为主体，考察ＨＰＡＭ与间苯二酚，六次甲基四胺及强化剂氯化铵等复合形成交联体系的各项实验条件，通过对成胶时间和成胶强度的比较，得出最佳的复合聚丙烯酰胺交联体系的配方。     

Preparation and Properties of Poly(amidoamine) Dendrimer/Quaternary Ammonium Chitosan Hydrogels

A novel quaternary ammonium chitosan hydrogel modified by poly(amidoamine)(PAMAM) dendrimer was prepared by using glutaraldehyde as a cross-linker. The hydrogel was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR) and scanning electron microscopy(SEM). The results confirmed its highly porous three-dimensional network structure. The swelling test of hydrogel proved that it had excellent swelling and p H-sensitive properties. The increasing PAMAM content or quaternization degree led to the increase in swelling properties. And the hydrogel with lower cross-linking agent concentration or quaternary ammonium chitosan concentration exhibited better swelling properties. The antibacterial results indicated that with the increase in the PAMAM content, quaternary ammonium chitosan concentration or cross-linking agent concentration, the hydrogels showed better antibacterial activities against both Staphylococcus aureus(S. aureus) and Escherichia coli(E. coli). Thus, the hydrogel could serve as a promising antibacterial material in the future.     

pH/温度双重敏感高分子水凝胶的合成及性能

选用具有优良pH敏感的丙烯酸(AAc)及温敏性的N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)为基本原料,制备了pH/温度双重敏感水凝胶,系统研究了丙烯酸系水凝胶的基本物理性能(密度、平均分子量、交联密度、平衡态水含量、固定电荷密度等),表征了水凝胶在不同离子强度下的溶胀、退溶胀性能,并对其响应机理进行了探讨,同时对水凝胶的机械性能进行测试。结果表明:pH/温度双重敏感水凝胶的溶胀情况受pH值和温度2个因素控制,在同一温度下,pH值越高,溶胀率越高;在同一pH值下,温度越高,溶胀率越低。     

电子束辐射制备pH敏感性聚乙烯醇水凝胶

应用电子束辐射交联技术制备了聚乙烯醇接枝丙烯酸(PVA-g-AAc)水凝胶。研究了pH值、AAc单体用量和辐照剂量等因素对PVA-g-AAc水凝胶溶胀率的影响。实验结果表明,在1 697cm-1处,PVA-g-AAc水凝胶的红外光谱图上出现强烈的羰基的C O特征峰,表明AAc成功接枝到PVA分子上;PVA-g-AAc水凝胶的溶胀率随PVA/AAc/H2O中AAc的质量分数和浸泡时间增加而增大;在pH=9.2时,PVA-g-AAc水凝胶具有显著的pH敏感性;辐射剂量为15kGy时,由PVA/AAc/H2O(1/1/20,质量比)混合溶液制备的PVA-g-AAc水凝胶具有较高的溶胀率;辐射剂量为5kGy时,由PVA/AAc/H2O(1/5/20,质量比)混合溶液制备的PVA-g-AAc水凝胶具有较高的溶胀率。     

海藻酸钠/氧化石墨烯复合水凝胶的制备与性能

为了研究氧化石墨烯（GO）对海藻酸钠（SA）凝胶性能的影响,以Ca2+与Fe3+作为交联剂,在SA水凝胶自组装过程中加入GO水溶液,一步法得到了海藻酸钠/氧化石墨烯（SA/GO）复合水凝胶。通过扫描电子显微镜与X射线衍射表征了所得凝胶的结构与微观形貌,测试了不同凝胶样品的平衡溶胀性能和力学性能。研究结果表明,Fe3+交联得到的凝胶结构相比Ca2+交联得到的凝胶更加紧凑,平衡溶胀性能降低较多;随着GO的加入,复合水凝胶的力学性能提升,平衡溶胀性能降低,这表明SA/GO复合水凝胶的性能可以通过选择合适的交联剂与GO用量进行调控。关键词:海藻酸钠;氧化石墨烯;复合水凝胶     

溶胀聚合物在束缚状态下的力学理论分析

运用橡胶弹性物理学、高分子物理学、热力学等理论对凝胶在受束缚状态下的溶胀进行分析,并着重分析束缚状态下凝胶与水相互作用过程中凝胶力学性质（膨胀应力,做功）的变化规律,同时从理论上说明对以上性质的影响因素,为水凝胶在实际应用过程中的精确控制提供理论基础.理论分析表明：水凝胶在受束缚溶胀过程中,溶胀平衡的膨胀应力随水凝胶伸长比的增大而减小;水凝胶的做功能力在凝胶伸长比的增大过程中出现了峰值.     

PVA-g-PNIPA温度敏感凝胶纤维

以过硫酸钾(KPS)为引发剂,以二甲基亚砜为溶剂,通过自由基聚合的方法制备聚乙烯醇(PVA)接枝N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)共聚物(PVA-g-PNIPA);用丙酮做凝固浴,通过湿法纺丝工艺和醛交联,制得具有温度响应性的PVA-g-PNIPA凝胶纤维并对其进行缩醛化处理;通过改变缩醛化处理时甲醛的用量,研究了不同缩醛度对PVA-g-PNIPA凝胶纤维的溶胀性能和力学性能的影响.结果表明:所制备的PVA-g-PNIPA凝胶纤维表现出明显的温度响应性能;随着缩醛化程度的增加,PVA-g-PNIPA凝胶纤维的溶胀度和溶胀速率都表现出下降趋势,而其力学性能显著增强.     

PVA/PAA/BC复合水凝胶的制备与性能

利用冰冻-解冻循环法制备聚乙烯醇（PVA）/聚丙烯酸（PAA）/细菌纤维素（BC）复合水凝胶.研究BC与单体丙烯酸（AA）用量对PVA/PAA/BC复合水凝胶的力学性能和溶胀特性的影响,初步探讨PVA/PAA/BC复合水凝胶的pH敏感性.实验结果表明：随着BC添加量的增多,PVA/PAA/BC复合水凝胶的含水率和拉伸强度与PVA/PAA水凝胶相比均有一定程度的提高,SEM表明复合水凝胶的网络交联点增多;加入AA会使复合水凝胶拉伸强度减小,但溶胀性能提高很多.综合考虑,BC添加量为4%,AA添加量为8%时,各项性能均较好.     

Fabrication and Characterization of One Interpenetrating Network Hydrogel Based on Sodium Alginate and Polyvinyl Alcohol

One interpenetrating network hydrogel based on sodium alginate(SA) and polyvinyl alcohol(PVA) was synthesized by combining the raw materials of PVA and SA with the double physical crosslinking methods of freezing thawing and Ca~(2+) crosslinking. The PVA-SA composite hydrogel have been characterized by scanning electron microscopy for surface morphology, infrared spectroscopy for investigating the chemical interactions between PVA and SA, X-ray diffraction for studying the PVA-SA composite structure property and thermal gravimetric for understanding the PVA-SA composite thermal stability. The swelling behavior and the degradation rate of the PVA-SA composite hydrogel were studied in simulated gastrointestinal fluid. Using bovine serum albumin(BSA) and salicylic acid as the model drugs, the release behavior of the PVASA composite hydrogel on macromolecular protein drugs and small molecule drug were evaluated. The results showed that the water absorption and degradation ability of the PVA-SA composite hydrogel was much better compared to the pure SA hydrogel or pure PVA hydrogel. The hydrogel exhibited remarkable pH sensitivity and the network was stable in the simulated intestinal fluid for more than 24 h. With the advantages such as mild preparation conditions, simple method, less reagent and none severe reaction, the PVA-SA composite hydrogel is expected to be a new prosperous facile sustained drug delivery carrier.     

聚乙烯醇/聚丙烯酸凝胶聚合物电解质的研究

以丙烯酸、聚乙烯醇、N,N-亚甲基双丙烯酰胺等为原料,采用水溶液聚合法制备聚乙烯醇/聚丙烯酸水凝胶聚合物基质,与6 mol/LKOH溶液制成吸液率约为173%凝胶聚合物电解质,产物在室温时电导率可达567.3 ms.cm-1。并且讨论了聚乙烯醇/聚丙烯酸凝胶聚合物电解质的导电机理及凝胶聚合物吸液率与电导率的关系。     

全互穿半乳糖基水凝胶的制备与细胞活性研究

采用两步法,分别以无机纳米粘土硅酸镁锂(LMSH)和亚甲基双丙烯酰胺(MBA)作为异丙基丙烯酰胺(NIPAm)和氨基半乳糖丙烯酸衍生物(GAC)的物理和化学交联剂,制备得到全互穿的P(NIPAm/LMSH)/P(GAC/MBA)水凝胶;采用红外光谱、扫描电镜和称重法研究了全互穿水凝胶的化学结构、内部孔洞、(消)溶胀和温度脉冲响应性行为,并探索了凝胶表面的细胞活性.结果表明:全互穿水凝胶孔洞数量多,尺寸为20~30μm;10 min内溶胀度增加1.4倍,失水率超过60%,并表现出良好的温度脉冲响应性,且随脉冲次数的增加,溶胀度逐渐下降;鼠成纤细胞(L929)培养结果表明2~8 d内水凝胶表面细胞数量逐渐增加,但低于聚苯乙烯组织培养板(TCPS)上的细胞数量.