pH-GSH双敏感型P(mPEGMA-DEAM-SS)水凝胶的溶胀动力学

以甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(m PEGMA)、甲基丙烯酸-N-N-二乙氨基乙酯(DEAM)为单体,2,2'-二硫二乙醇的二甲基丙烯酸酯(SS)为交联剂,采用自由基交联共聚法制备了具有p H-GSH双敏感性的P(m PEGMA-DEAM-SS)水凝胶。研究了溶剂对凝胶溶胀性能的影响,并初步研究了在不同介质中水凝胶的溶胀动力学。结果表明,以N-N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂时,可获得良好p H响应能力的水凝胶;水凝胶的溶胀过程表现出良好的p H-GSH双敏感性,该水凝胶的扩散行为在酸性介质中符合non-Fickian模型,而在中性介质则符合Fickian模型;在10 mmol/L GSH条件下,水凝胶溶胀率上升了4倍多,其扩散亦为non-Fickian扩散模式。     

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。     

基于乙二胺四乙酸酐和丁二胺的pH敏感水凝胶的合成与表征

以乙二胺四乙酸酐(EDTAD)和丁二胺(BDA)为原料,通过酸酐的N-酰化开环反应制备侧链含羧基的直链聚合物(pEDTAD-BDA);然后以二环己基碳二亚胺(DCC)活化pEDTAD-BDA中的羧基,以BDA为交联剂,制得单体间连接全部为酰胺键、侧链只含羧基的交联网络聚合物BDA-crosslinked-EDTAh-BDA。采用氢核磁共振(1H-NMR)、碳核磁共振(13C-NMR)和茚三酮显色法对pEDTAD-BDA的结构和数均分子量进行了表征。pH敏感性测试表明,BDA-crosslinked-pEDTAD-BDA在pH=12介质中的溶胀率约为pH=3和pH=7介质中溶胀率的5倍,表现出敏锐的pH响应性。该网络聚合物可望成为一种集完全可降解性、良好生物相容性和pH敏感性于一身的医用水凝胶材料。     

纤维素羧酸钠基半互穿高吸水凝胶的温控溶胀效果

具有温控溶胀性的高吸水凝胶由于其独特的性能,如随环境温度微小变化,材料体积发生多种改变,在学术研究及工业应用领域都属于一种多用途、有前途的功能材料。纤维素羧酸钠(CAS)是一类通过纤维素选择性氧化反应得到的水溶性衍生物,但对其功能凝胶改性的研究鲜有报道。本工作以蔗髓为原料改性得到的CAS为线性聚合物,丙烯酰胺(AM)和二烯丙基二甲基氯化铵(DAC)为共聚单体,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)为交联剂,采用序列合成法制得半互穿网络结构的CAS/聚合(AM-co-DAC)凝胶。利用红外光谱、X射线光电子能谱仪及扫描电镜对凝胶化学组成及表面形态进行表征,研究CAS、引发剂用量及介质性质对凝胶在不同温度作用下溶胀能力的影响。结果表明:制备的CAS基凝胶的溶胀度高且受温度控制;随着温度升高,溶胀度提升;溶胀能力及其温控灵敏性取决于凝胶的化学构成及溶液性质。     

温度敏感性P(NtBA-co-AAm)聚合物和水凝胶的合成及表征

以N-叔丁基丙烯酰胺(Nt BA)和丙烯酰胺(AAm)为反应单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,在50℃时通过自由基聚合反应合成了具有温度敏感性的聚(N-叔丁基聚丙烯酰胺-co-丙烯酰胺)(P(Nt BA-co-AAm))线型聚合物及水凝胶。为提高凝胶的溶胀性能,以硅胶微粒和聚乙二醇400(PEG400)为造孔剂,合成了一系列大孔P(Nt BA-co-AAm)水凝胶。用差热分析仪分析了P(Nt BA-co-AAm)共聚物的热力学性能,通过红外光谱、扫描电镜表征了P(Nt BA-co-AAm)凝胶的结构。研究了进料中单体配比和交联剂用量对水凝胶溶胀性能的影响以及不同温度下水凝胶的溶胀动力学。结果表明,进料中Nt BA与AAm的摩尔比越高,共聚物及水凝胶的相转变温度越低;增加交联剂的用量,水凝胶的溶胀率降低;大孔凝胶的溶胀率和去溶胀率较传统凝胶有较大提高,同时对外界温度变化的响应更迅速。     

一种新型PEG衍生物水凝胶的温和制备方法与表征

通过温和实验条件制备得到了一种新型PEG衍生物水凝胶。首先,通过将氨基封端的PEG与PMDA共聚,合成含有刚性片段苯酰亚胺环聚合物PAPI。在无催化剂温和条件下,该聚合物与BDA形成交联互穿微孔结构的功能化产物PAPI-BDA。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁碳谱(13C NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、溶胀率实验和扫描电镜(SEM)对PAPI及PAPI-BDA进行了表征。结果表明实验成功获得了上述产物,其在水溶剂中具有显著溶胀效果,呈互穿性微孔结构,有望作为新型生物医用材料得到应用。     

分步合成羧甲基纤维素/聚丙烯酸甲酯pH敏感互穿网络水凝胶及其表征

以羧甲基纤维素(CMC)、聚丙烯酸甲酯(PMA)为互穿物,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,采用互穿网络(IPN)聚合分步合成法在乙醇的水溶液中合成出具有互穿网络结构的水凝胶。通过红外光谱、扫描电镜、X射线衍射和热重分析等表征了聚合物的互穿网络结构。pH溶胀实验结果表明,该水凝胶具有比较明显的pH敏感性,当pH在8.0左右,复合水凝胶的溶胀率达到了最大值,且随着CMC/PMA复合水凝胶中2种组分比例的不同,溶胀率有明显的差异。     

甲基丙烯酸缩水甘油酯交联壳聚糖/聚乙烯醇水凝胶薄膜的制备及性能

以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为交联剂制备了一系列壳聚糖(CS)/聚乙烯醇(PVA)水凝胶薄膜,研究了GMA用量对水凝胶样品溶胀性能、力学性能、热失重、生物相容性以及降解性能等方面的影响。实验表明,制备出的水凝胶薄膜韧性由未加交联剂时的14%增加到300%左右。耐溶剂性能和溶胀能力随交联剂用量增加而先减小后增大,在GMA用量为5%时最优。另外,MTT分析和溶菌酶降解实验表明水凝胶薄膜具有良好的生物相容性和降解性。     

壳聚糖交联温敏性水凝胶的制备与性能

利用N-马来酰化壳聚糖(N-MACH)为交联剂,以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)、衣康酸(IA)为单体,利用水溶液自由基聚合反应合成了P(NIPAAm-co-IA)水凝胶。研究了水凝胶的相转变性质、低临界溶解温度(LCST)和溶胀性能。该类水凝胶在32℃左右具有明显的相转变特性,其LCST随衣康酸用量的增加而增大,交联剂的用量对水凝胶的LC-ST值无显著影响。水凝胶的溶胀性能具有较为明显的温度依赖性和介质依赖性,其饱和溶胀度与NIPAAm/IA的比例、交联密度及溶胀介质有关。     

玉米秸秆纤维素/丙烯酸水凝胶的制备及其吸附性能研究

以玉米秸秆为原料制备纳米纤维素/丙烯酸水凝胶并用于染料废水吸附。首先，采用表面接枝共聚法制备水凝胶，利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TG)对其进行了表征，并进行水凝胶溶胀性能测试。结果表明：水凝胶具有立体蜂窝网状结构，丙烯酸的接枝共聚作用使样品结晶度降低、热稳定性增强。升高温度、碱性介质中水凝胶表现出更好的溶胀能力，但是介质中阳离子价态高溶胀能力下降。最后，对水凝胶吸附亚甲基蓝机理进行了探讨，吸附过程符合Langmuir等温吸附模型，以发生在水凝胶活性基团的单层吸附为主；吸附动力学符合准二级动力学模型，是一种化学吸附。     

光交联羧甲基壳聚糖水凝胶的制备及药物缓释性能研究EI北大核心CSCD

羧甲基壳聚糖是一种壳聚糖衍生物,具有良好的生物相容性和可降解性,在生物医药领域具有广泛的应用。本研究合成一种可光交联的水溶性羧甲基壳聚糖衍生物。通过对羧甲基壳聚糖进行双键修饰,合成甲基丙烯酸缩水甘油酯改性的羧甲基壳聚糖(M-CMCS),并通过核磁共振氢谱(1H-NMR)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对M-CMCS的结构进行表征。通过光引发M-CMCS交联制备具有不同交联度的M-CMCS水凝胶。通过扫描电子显微镜(SEM)、流变仪和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)分别对M-CMCS水凝胶的微观形态、黏弹性能、溶胀性能、酶促降解性能和体外药物释放性能进行了研究。结果表明:随着甲基丙烯酸缩水甘油酯与羧甲基壳聚糖的氨基摩尔比的增加,产物的接枝度逐渐增加。M-CMCS水凝胶具有高度孔隙化且孔隙之间相互连通的结构特点,孔径在1~20μm范围内。随着交联度的增大,M-CMCS水凝胶的溶胀比减小。M-CMCS水凝胶在溶菌酶作用下缓慢降解,随着交联度的增大,降解速率减慢。M-CMCS水凝胶对抗癌药物吉西他滨具有缓释作用,药物释放时间可达4天。光交联M-CMCS水凝胶在药物释放及组织工程领域具有重要的应用前景。     

新型胶原/聚丙烯酸互穿网络pH敏感水凝胶的制备及性能研究

以Bis为交联剂,采用互穿网络(IPN)技术制备胶原/聚丙烯酸pH敏感水凝胶.研究了不同配比的水凝胶的溶胀动力学、pH敏感性及pH溶胀-退胀特性,并利用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)和差示量热扫描法(DSC)对其结构进行表征.结果显示:制备的水凝胶具有较快的溶胀速率,在13min时吸水率可达93%左右;水凝胶有明显的pH敏感性且pH溶胀-退胀可逆性良好.FTIR和DSC结果表明,在保持胶原三股螺旋结构的同时,材料间形成了互穿网络,材料的热稳定性显著提高,从而扩大了材料的应用范围.     

微晶和氢键双增强水凝胶AG/PVA/CB[7]的制备和性能

以天然高分子琼脂糖(AG)为第一物理交联网络、聚乙烯醇(PVA)为第二物理交联网络、七元瓜环(CB[7])为交联剂,制备了双网络AG/PVA/CB[7]水凝胶。使用SEM、FT-IR和XRD等手段表征AG/PVA/CB[7]水凝胶的形貌、结构以及交联方式,研究了这种水凝胶的力学性能、溶胀性能和宏观自愈性能。结果表明：这种凝胶具有高强度和自愈性,高分子链之间通过氢键和微晶共同交联使其机械性能提高;该凝胶的力学性能随着冷冻-解冻次数的增加而提高,交联剂CB[7]的加入也使其力学性能提高,循环5次后其拉伸强度为0.37 MPa,杨氏模量为 0.23 MPa,平衡溶胀率为140%。     

聚(N-异丙基丙烯酰胺)/聚丙烯酰胺互穿网络水凝胶的合成和性能

合成了2种大分子交联剂——聚乙烯醇双丙烯酸酯(PEGDAc)和聚己内酯双丙烯酸酯(PCLDAc),通过原位自由基聚合与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)和丙烯酰胺(AAm)反应制备了多孔互穿网络温敏性水凝胶。用核磁共振表征了PEGDAc和PCLDAc的结构,凝胶组成通过红外光谱确认。用扫描电镜观测了凝胶内部形态。此外,用DSC表征了凝胶的相变温度,并测定了凝胶不同温度下的溶胀率,研究了其溶胀动力学。结果表明,凝胶具有均匀孔洞结构,且具有较高的溶胀比和较快的去溶胀动力学,AAm/NIPAm的值对凝胶结构和性能均有一定的影响,实验确定了最佳配比,即AAm含量低于单体NIPAm总量的5%。     

壳聚糖透明质酸复合水凝胶的制备及性能

用零长度的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)和N-羟基丁二酰亚胺(NHS)作为偶联剂和稳定剂制备了壳聚糖基透明质酸复合水凝胶,探讨了溶液pH值对该类水凝胶溶胀性的影响。溶液的pH在4.0时,该类水凝胶的溶胀率最低,升高和降低溶液的pH,该类水凝胶的溶胀率均升高,文中还对水凝胶的降解率进行了研究,实验发现,交联后的水凝胶具有一定的稳定性。包埋在此水凝胶中的牛血清蛋白(BSA)释放随载药介质pH值的变化而显著不同,pH 7.4条件下载药的水凝胶释药率大于pH 1.2条件下的释药率。因此,具有pH敏感性的壳聚糖透明质酸复合水凝胶在药物运输领域具有潜在的应用。     

力学性能可控的CMC/AA/CB[8]/BET凝胶的制备及其吸附性

以八元瓜环、膨润土为双交联剂制备了力学性能可控的羧甲基纤维素/丙烯酸/八元瓜环/膨润土水凝胶(CMC/AA/CB[8]/BET gel)。采用FT-IR、SEM技术表征其结构和形貌,研究了这种凝胶的力学性能和吸附性能以及溶胀和吸附动力学。结果表明：CB[8]和BET通过氢键与接枝到CMC上的AA形成致密的网络结构,使凝胶的力学性能增强；这种凝胶的溶胀符合准二级动力学模型,并与应力松弛溶胀半结晶聚合物理论相符；这种凝胶在酸中浸泡后酸中的游离H⁺与CB[8]、BET生成的氢键使凝胶的断裂强度从0.52 MPa显著提高到3.0 MPa；这种凝胶对亚甲基蓝有良好的吸附效果,符合准二级动力学模型。     

纤维素基导电水凝胶的合成及其结构性能表征

以离子液体(氯化-1-丁基-三甲基咪唑,BMIMCl)溶解微晶纤维素(MCC),以N,N-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂形成的纤维素水凝胶为基体,同时吡咯(Py)作为导电聚合物单体,制备了纤维素基导电水凝胶。对MCC/PPy复合导电水凝胶的化学结构和表面形貌进行了表征,研究了该导电水凝胶的导电性、溶胀性能和热稳定性。结果表明,PPy与MCC水凝胶形成了具有半互穿网络结构的导电水凝胶,该水凝胶表面呈蜂窝状;其电导率数量级可达10-4~10-3,且对甲苯磺酸钠掺杂可大幅提高其电导率;随着MCC浓度的增加,纤维素水凝胶的平衡溶胀率呈下降趋势,所得导电水凝胶的溶胀率比纯纤维素水凝胶的溶胀率略有下降,但仍能维持500%的水平;此外,该导电水凝胶的热稳定性较纯MCC水凝胶有所下降。     

新型可生物降解两性pH敏感水凝胶的制备与性能研究

以乙二胺四乙酸酐(EDTAD)和丁二胺(BDA)为原料,通过酸酐的N-酰化开环反应得到侧链只含羧基的直链共聚物PEB-COOH,然后用N-羟基丁二酰亚胺(NHS)和二环己基碳二亚胺(DCC)活化PEB-COOH中的羧基,以重均分子量为500的氨基封端聚乙二醇(ATPEG500)为交联剂,制得单体间连接全部为酰胺键、侧链只含羧基的交联网络聚合物PEB-ATPEG500-COOH.pH敏感性测试表明,PEB-ATPEG500-COOH具有3个pH敏感范围,分别是pH=2～4、pH=6～7和pH=10～11,表现出明显的两性pH敏感性.研究了该水凝胶在37℃条件下分别在pH=2、7、11介质中的溶胀动力学,并对溶胀速率进行了详细分析.该网络聚合物可望成为一种集完全可降解性、pH敏感性和生物相容性于一身的新型两性pH敏感水凝胶.     

聚（AA-co-AM）／壳聚糖IPN超大孔水凝胶的制备及性能

以丙烯酸、丙烯酰胺为基体,壳聚糖为添加物,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、戊二醛为复合交联剂,利用水溶液聚合法和发泡技术制备了聚(丙烯酸-丙烯酰胺)/壳聚糖互穿网络超大孔水凝胶。采用差示扫描量热法(DSC)、红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等分析技术进行了表征,研究了水凝胶的溶胀行为和凝胶压缩强度。实验结果表明,该互穿网络超大孔水凝胶具有较快的溶胀速率和较好的凝胶强度。     

RAFT一步法制备温度和pH双重响应的多孔智能水凝胶及其性能

通过可逆加成-断裂链转移聚合法(RAFT)一步反应成功合成了温度和pH双重敏感的聚乙二醇甲基丙烯酸酯(OEGMA)-co-丙烯酸梳形/多孔智能水凝胶。采用扫描电镜(SEM)对水凝胶结构进行表征,结果表明,随着加入的致孔剂聚乙二醇(PEG)分子量越大、加入量越多,所得多孔水凝胶的孔径就越大、孔的数目就越多。对水凝胶进行溶胀测试,结果表明,在RAFT试剂的调控下所得凝胶的结构更均匀,因此所得凝胶的溶胀性能较好;经PEG致孔后的水凝胶,其溶胀程度和响应速率相对于致孔前都有所提高;此外OEGMA侧链PEG的长度和交联剂中间链段的长度都对凝胶的溶胀性能有显著的影响。