聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯水凝胶敏感性研究

采用热化学聚合法制备了聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(PDMAEMA)水凝胶,对其溶胀性能进行了研究,考察了温度、pH和离子强度对其溶胀行为的影响.结果表明,PDMAEMA水凝胶具有温度敏感性,其低临界相变温度在50℃左右;水凝胶具有pH敏感性,其溶胀率在pH=8附近有一突变的下降过程;具有离子强度敏感性,溶胀率随离子强度的增加呈线性下降的趋势.     

聚乙烯醇-壳聚糖复合水凝胶的溶胀性能

以聚乙烯醇(PVA)和壳聚糖为原料、以戊二醛为交联剂,在醋酸溶液中合成了聚乙烯醇-壳聚糖复合水凝胶,研究了影响水凝胶溶胀性能的多种因素,实验结果表明,该凝胶对pH、离子、温度敏感,且在pH=3.13盐酸溶液、常温下的蒸馏水及8℃蒸馏水中溶胀度较大,分别为1 112.2%、974.2%、1 036.8%,凝胶溶胀度随着干燥温度及干燥时间的增加而减小,聚乙烯醇种类对水凝胶溶胀性能有显著影响,PVA-1788与壳聚糖形成的水凝胶溶胀度最大为2 074.1%。聚乙烯醇-壳聚糖复合水凝胶因具有优良的机械强度、生物相容性及生物降解性,同时又具有pH/离子/温度敏感性,因此日益显示其在生物医学材料等领域的重要性。     

温度及pH敏感性聚乙烯醇/羧甲基壳聚糖水凝胶的制备与性能研究

以聚乙烯醇(PVA)和羧甲基壳聚糖(CMCh)为原料,采用60Co-γ射线辐照交联制备聚乙烯醇/羧甲基壳聚糖(PVA/CMCh)水凝胶;研究了PVA与CMCh的配比、温度、pH及离子强度等对PVA/CMCh水凝胶溶胀率的影响。结果表明适当配比的PVA/CMCh水凝胶具有一定的温度、pH及离子敏感性。该水凝胶在5~20°C时具有较高的溶胀率,温度在20°C以上溶胀率较低,并且有一定的可逆性;水凝胶在pH较低(pH<4.0)和较高(pH>6.0)时溶胀率均较大,而当pH为4.0~6.0时溶胀率较小,显示出一定的pH敏感性。     

丙烯酰胺类共聚物水凝胶的合成及性能研究

用自由基聚合法合成了不同摩尔配比的HEMA／AM共聚物水凝胶材料。研究了单体组成、温度、pH值、离子强度等因素对凝胶溶胀性能的影响。结果表明：水凝胶的溶胀速度较快;水凝胶在pH值小于4及pH值大于9的酸、碱溶液中发生水解,导致水凝胶的饱和含水量大幅增加,而在弱酸性溶液中几乎没有变化;水凝胶的饱和含水量对离子强度的变化不够敏感;随着温度的升高水凝胶的饱和含水量略有减少,说明此类水凝胶对温度的敏感性也较弱。     

PASP/SPP水凝胶溶胀性能的研究

采用水溶液聚合法制备聚天冬氨酸/沙柳木粉(PASP/SPP)水凝胶,采用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其结构进行表征。研究了溶胀时间、溶胀温度、溶液pH值、离子强度等对水凝胶溶胀性能的影响。结果表明,FTIR和XRD显示PASP上的—COOR与沙柳木粉上的O—H发生接枝共聚反应,并形成PASP/SPP水凝胶;SEM显示其表面疏松,有大小不等的孔隙,有利于提高水凝胶的溶胀性能。当溶胀时间为60 min、溶胀温度为30℃、溶液pH值为5.5、离子强度为0时,PASP/SPP水凝胶的溶胀比达到最大,为7.2。     

PASP/SPP水凝胶溶胀性能的研究

采用水溶液聚合法制备聚天冬氨酸/沙柳木粉(PASP/SPP)水凝胶,采用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其结构进行表征。研究了溶胀时间、溶胀温度、溶液pH值、离子强度等对水凝胶溶胀性能的影响。结果表明,FTIR和XRD显示PASP上的—COOR与沙柳木粉上的O—H发生接枝共聚反应,并形成PASP/SPP水凝胶;SEM显示其表面疏松,有大小不等的孔隙,有利于提高水凝胶的溶胀性能。当溶胀时间为60 min、溶胀温度为30℃、溶液pH值为5.5、离子强度为0时,PASP/SPP水凝胶的溶胀比达到最大,为7.2。     

快速溶胀pH敏感明胶水凝胶的研究

明胶具有生物降解性及良好的生物相容性,已被广泛用于照相、食品及医药工业。为开发明胶的新用途,用乙二胺四乙酸酐(EDTAD)成功地对明胶进行了乙酰化改性,研制出了酰化明胶水凝胶,用紫外-可见分光光度法确定了酰化反应的工艺条件为:调节w(明胶)=1%水溶液的pH到12,在室温下反应2~3 h。酰化后明胶溶液的等电点向低pH方向移动,改性明胶所生成的水凝胶达到溶胀平衡所需的时间大幅度减小,平衡溶胀率呈几十甚至几百倍提高,且当m(EDTAD)∶m(明胶)<1∶15时,随着酰化剂用量的增加,改性明胶水凝胶的平衡溶胀率最高可达110左右。且水凝胶具有pH敏感性和离子强度敏感性,pH敏感点为pH≈4。     

粒状聚N-异丙基丙烯酰胺/壳聚糖水凝胶的制备、性能及其应用

用反相悬浮聚合法,合成了具有温度/pH敏感性的聚N-异丙基丙烯酰胺/壳聚糖粒状半互穿网络(PNIPA/CS semi-IPN)水凝胶,研究了该水凝胶在不同温度、不同pH介质以及不同组成下的溶胀率变化.结果表明:该水凝胶的最低临界溶液温度(LCST)与PNIPA水凝胶基本相同,均在33℃左右,pH=3时溶胀率达到最大,具有明显的温度和pH敏感性.壳聚糖(CS)的不同比例也对凝胶的溶胀率产生很大影响.振荡实验表明:凝胶粒子具有温度响应可逆性.同时进行了乳酸吸附与释放的初步研究,当PNIPA/CS质量比为10时,最大吸附达到168.29 mg(g dry gel)-1,释放率为31.74%.     

pH敏感聚合物水凝胶的实验研究

合成(聚丙烯酸)—CO—(α—甲基丙烯酸)水凝胶,具有很好的pH敏感性和一定的温度敏感性。这种水凝胶在碱性条件下的溶胀率远大于酸性条件下的溶胀率。在合成凝胶时,交联剂浓度和单体浓度都会影响聚合物反应的速度和性能,直接影响凝胶的结构,从而影响凝胶的性能,而且溶液中的离子浓度对凝胶的溶胀率也造成影响,其它条件相同,离子浓度越大,溶胀率越小。本文也研究了此凝胶的可逆性。在通过大量的实验后,结果表明：丙烯酸和α—甲基丙烯酸单体的摩尔比为1：0．75,在60℃合成的凝胶有较好的性能。     

AM与HEMA共聚制备水凝胶接触镜材料及其溶胀性能

采用丙烯酰胺(AM)与甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)进行本体共聚制备水凝胶接触镜材料,研究了水凝胶的溶胀性能及其温度和pH值敏感性。结果表明,引发剂过氧化苯甲酰(BPO)用量为反应单体总质量的0.3%、反应温度80℃,产物溶胀之后为无色透明的玻璃状水凝胶;共聚物水凝胶具有较好的pH值敏感性,水凝胶在酸性溶液中溶胀,在碱性溶液中收缩:含有AM的水凝胶,其pH值敏感性较大:随AM的含量增大,共聚物水凝胶的溶胀速度和饱和含水量增大,随温度升高,水凝胶的饱和含水量下降,共聚物水凝胶中AM的含量对其温度敏感性无显著影响:SEM照片显示,AM与HEMA共聚物存在均匀的纤维状结构,并且共聚物中AM的含量越大,这种纤维状结构越大、越明显。     

温度和pH双重敏感性水凝胶的制备及表征

在5种不同温度下聚合交联,制备了一系列温度和pH双重敏感性聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-衣康酸)水凝胶。实验发现,15、25℃得到的凝胶是透明的,45、55℃得到的凝胶是白色不透明的,而在相转变温度附近(35℃)得到的凝胶则是半透明的。FTIR测定表明,它们具有相似的化学组成和结构。SEM观察证实,它们具有不同的表面形态。测定了不同温度和pH下达到平衡时水凝胶的溶胀比,考察了水凝胶在水和强酸性溶液中的去溶胀动力学。结果表明,与15℃或25℃制备的水凝胶相比,45℃和55℃制备的水凝胶的性能有显著提高:(1)溶胀比大为增加。15℃或25℃制备的水凝胶在25℃时溶胀比分别为65.3和68.1,而45℃和55℃制备的水凝胶此时溶胀比分别高达105.7和110.1;(2)45℃和55℃制备的水凝胶在极端环境下对温度的变化仍具有较快的响应速率。例如在温度为60℃,pH=1.67的强酸条件下,45℃和55℃制备的水凝胶在60 min内皆可失去95%的水,而15℃或25℃制备的水凝胶在120 min内只能失去42%左右的水。     

SA/FK智能复合微球的交互作用及溶胀性能

采用挤压法制备了海藻酸钠/羽毛蛋白(SA/FK)复合微球。用FTIR和黏度法研究了SA/FK体系的交互作用、探讨了不同制备条件(FK用量、交联剂质量分数、交联时间)、溶胀溶液性质(pH、温度、离子强度)对溶胀性能的影响。结果表明,复合体系的交互作用是静电为主,氢键次之。随着时间延长,溶胀速率变缓,最终达到溶胀平衡。当m(FK)/m(SA)=0.60、w(CaCl2)=7%、交联时间为60 min时,复合微球网络结构最紧密,溶胀速率最低,平衡溶胀率分别为0.6、0.6、0.9。pH由1增加至7,平衡溶胀率仅从0.9升至1.1,当pH=13时,平衡溶胀率升至3.8。温度由30℃提高至45℃,平衡溶胀率从0.6升至0.9。离子强度由0增加至0.6 mol/L,平衡溶胀率从1.1升至13.8。SA/FK复合微球具有pH/温度/离子强度敏感性,有望实现新型智能缓释微球的开发。     

聚甲基丙烯酸/丙烯酰胺pH敏感凝胶的合成与溶胀行为研究

以单体丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸(MAA),交联剂N-N'亚甲基双丙酰胺(BIS)为原料,通过自由基共聚合成了聚甲基丙烯酸/丙烯酰胺[P(MAA-co-AM)]水凝胶.研究了干凝胶在不同pH溶液中的溶胀动力学,结果表明不同AM、MAA单体配比的凝胶溶胀性具有很大差异,其溶胀率都随着溶液的pH增加而增大,在pH=12和pH=2溶液反复变换时显示可逆溶胀-退溶胀和快速响应特性,溶胀-退溶胀过程中搅拌作用对凝胶响应速率有显著影响.吸水平衡P(MAA-co-AM)水凝胶在酸性及碱性条件下均出现收缩,在pH=2下10 min之内凝胶收缩90%以上,随着pH增大逐渐减慢.通过不同浓度的NaCl与CaCl2溶液研究了溶液离子强度以及反离子的电荷数对凝胶溶胀性影响,在NaCl溶液和水中,呈现反复溶胀-退溶胀响应特性.     

温度敏感高分子水凝胶的合成及性能研究

从分子设计的角度出发,选用具有优良温敏性的N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)为基本原料,制备了温度敏感水凝胶,系统研究了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),测试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了测试.结果表明:温度敏感水凝胶的溶胀受离子强度和温度的影响很大,离子强度越高,溶胀率越低;其机械强度随温度变化显著.     

微波辐照合成聚丙烯酸水凝胶及其性能研究

采用微波辐照法合成了聚丙烯酸水凝胶,并对其溶胀性能进行了研究。所制得的凝胶不仅具有pH敏感性和良好的pH反复性,而且在pH<4的酸性溶液中表现出温度敏感性,其溶胀比随温度的升高而上升。     

新型pH敏感性壳聚糖/明胶水凝胶的制备及其性能

用天然多糖壳聚糖和明胶制备了具有pH敏感性的壳聚糖/明胶水凝胶,研究了pH值对于该凝胶溶胀度的影响,采用红外光谱和电镜扫描对其结构进行了表征。结果表明,水凝胶在碱性和酸性环境中均具有pH敏感性,在酸性溶液中凝胶的溶胀比远大于碱性溶液中的溶胀比,其在pH值3.0时的溶胀度最大,在pH值9.0时的溶胀度最小,且其在不同pH 溶液中重复可逆溶胀收缩。同时,随着交联剂用量的增大,水凝胶的溶胀度减小。     

聚(异丙基丙烯酰胺-羟甲基丙烯酰胺)/壳聚糖水凝胶的制备及其释药性能

以异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)和羟甲基丙烯酰胺(NHMAm)为共聚单体与壳聚糖(CS)制备形成了温度敏感和pH敏感的互穿网络(IPN)水凝胶Poly(NIPAAm-co-NHMAm)/CS;用红外光谱表征了其结构特征,研究了不同条件下水凝胶的溶胀性能,并初步研究了水凝胶对药物双氯芬酸钠(DS)的缓释效果。结果表明,该水凝胶具有明显的温度和pH敏感性,温度越高,溶胀度越小,释药越慢;pH越小,溶胀度越大;CS含量为0.6%时溶胀度最大。在NHMAm单体质量配比为8.7%时,水凝胶的低临界溶液温度(LCST)达到38℃,且此时对DS持续释药时间可达到24 h。水凝胶的释药动力学曲线符合修正的一级动力学模型。该水凝胶体系可通过改变NHMAm单体配比来调节温敏特性,是一种潜在的温度和pH双重敏感的药物缓释载体。     

pH敏感高分子水凝胶的合成及性能研究

从分子设计的角度出发,选用具有优良pH敏感的丙烯酸(AAc)为基本原料,制备了pH敏感水凝胶,系统研究了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),测试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敏感水凝胶的机械性能随着pH值增大而变化,其变化幅度最大可达到80%;其机械性能强烈依赖于平衡态溶胀率;离子强度的大小也对水凝胶的机械性能有着决定性影响.     

磺化β-环糊精/PVA凝胶电刺激响应行为的研究

首先将β-环糊精(β-CD)和聚乙烯醇(PVA)用戊二醛交联制成凝胶;然后以浓硫酸作为改性剂,将磺酸根引入凝胶中,制备出一种阴离子型磺化β-CD/PVA凝胶,并对该凝胶的平衡溶胀率、粘接性能和电刺激响应行为等进行了研究。结果表明:该凝胶在Na2SO4水溶液中的平衡溶胀率随离子强度增加而减小;其剪切强度随PVA含量增加呈先升后降态势,并且在w(PVA)=5%时相对最大(3.8 MPa)。在非接触性直流电场作用下,该凝胶在Na2SO4水溶液中弯向电场负极,其弯曲偏转速率和应变随外加电压增加而增大,并且在离子强度为0.15 mol/L时相对最大;在循环电场作用下,该凝胶的电刺激响应行为具有良好的重现性和可逆性。     

pH敏感性P(AA-g-MPEGMac)水凝胶的制备及其性能研究

通过丙烯酰氯与聚乙二醇单甲醚(MPEG)酰化反应得到聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(MPEGMac),将其与丙烯酸共聚得到MPEG侧链接枝并交联聚丙烯酸的pH敏感水凝胶P(AA-g-MPEGMac),研究了pH、单体配比对凝胶溶胀性能、溶胀动力学和退溶胀动力学的影响。初步探讨了模拟胃液(pH 1.4)和肠液(pH 7.4)中水凝胶对茶碱的控释情况。结果表明,凝胶具备良好的pH敏感性和快速的退溶胀速率等特征;溶胀初期水的扩散趋于non-Fickian模式,水凝胶的溶胀行为满足Schott二级动力学方程;载药凝胶在模拟肠液中对药物的累计释放率明显大于胃液中的累计释放率。