智能型水凝胶的合成及其刺激响应性

本文综述了智能型水凝胶 的制备方法及该凝胶对环境的刺激响应性。     

低温水凝胶中水的状态研究

采用示差扫描量热法(DSC)和热重分折法(TGA),分析了低温PVA水凝胶中水的状态.结果表明,该水凝胶中所含的水至少是存在三种状态:非冷冻水(non-freezing water),束缚水(bound water)和自由水(free water).发现对于一定浓度的水凝胶,非冷冻水的量几乎是一个常数,而束缚水及自由水的量明显受冷冻条件的影响.     

高力学性能水凝胶研究进展

水凝胶是一类具有三维交联网络结构的软湿性高分子材料。由于含水量高、网络结构不均匀、能量耗散机制低效及网络单元功能单一等不足，传统水凝胶普遍存在机械强度差、形变自恢复性能不佳等问题，严重制约了其实际应用。因此如何提高传统水凝胶的力学性能一直是功能高分子材料研究领域的前沿课题。总结和评述了近年来关于双网络结构、拓扑网络结构及非共价相互作用三种高力学性能水凝胶的研究进展，归纳分析了高力学性能水凝胶的常见应用，最后对其发展前景进行了展望。     

聚丙烯酸盐/淀粉半互穿网络水凝胶的两步水溶液合成及性能表征

采用新型两步水溶液聚合法,合成聚丙烯酸盐/淀粉半互穿网络(PAA/St semiIPN)水凝胶.研究淀粉用量、pH值和离子强度对水凝胶溶胀率和溶胀速率的影响,并采用Flory理论对水凝胶进行拟合.实验结果表明:在一价阳离子盐溶液中,水凝胶的溶胀度与Flory理论符合较好;对于高价阳离子溶液,Flory理论只能用于定性分析,而不能用于定量计算.相对于传统的水凝胶,PAA/St semiIPN水凝胶具有较高的机械强度.最后,利用红外光谱、扫描电子显微镜和热重分析对PAA/St semiIPN进行表征.     

刺激响应水凝胶材料的研究进展

凝胶具有独特的基于化学键或物理作用交联形成的三维网状结构.刺激响应水凝胶在外界环境变化时通常展现出独特的响应性溶胀行为.近年来,科研人员构建了各种各样的pH响应水凝胶、温度响应水凝胶和光响应水凝胶等水凝胶材料,并对其响应机制进行了研究.文章综述了近年来科研人员在刺激响应水凝胶材料的构建及响应机制研究方面开展的工作,并对刺激响应水凝胶的应用进行了展望.     

CS/PVA水凝胶的制备与性能研究

以聚乙烯醇(PVA)为基体,以壳聚糖(CS)为功能性添加剂,采用冻融法与辐射法相结合的工艺技术制备出CS/PVA水凝胶.分别研究了吸收剂量和制备工艺对PVA水凝胶性能和SEM形貌的影响;研究了壳聚糖浓度和制备工艺对CS/PVA水凝胶溶胀性能和力学性能的影响;研究了CS/PVA水凝胶对大肠杆菌的抑菌效果.结果表明:采用先冻融后辐射方法制备PVA水凝胶,该制备工艺既解决了冻融法合成水凝胶不透明的问题,又解决了辐射法合成水凝胶起泡和强度较弱的问题. CS的添加,不仅提高了PVA水凝胶的溶胀性能,而且使得CS/PVA水凝胶对大肠杆菌具有较好的抑菌作用.     

负载硝酸铵水凝胶的合成、表征及释放研究

以硝酸铵水溶液为介质,以丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯为原料,通过自由基聚合制得高负载硝酸铵水凝胶.研究了负载硝酸铵水凝胶的缓释效果,结果表明,甲基丙烯酸缩水甘油酯用量和负载率对硝酸铵释放速率具有较大的影响.用红外光谱(IR)和电子扫描电镜(SEM)对负载硝酸铵水凝胶的结构进行了表征.     

高弹性聚丙烯酰胺水凝胶的制备及拉伸性能研究

为了提高水凝胶的弹性性能,采用微凝胶法制备了高弹性的聚丙烯酰胺(PAAM)水凝胶.先采用沉降聚合法制备了PAAM微凝胶,再以此充当交联剂代替传统的化学交联剂和引发剂,制备了高机械性能的PAAM水凝胶.同时探讨了丙烯酰胺浓度、凝胶成型温度、微凝胶与水的体积比对PAAM水凝胶弹性性能的影响.结果表明:随着丙烯酰胺的浓度的增大,凝胶柱的弹性模量变大;随微凝胶成型温度越高,形成的水凝胶的弹性模量越小;当微凝胶与水的体积比为1︰1时,水凝胶的弹性模量较大,增加或减少微凝胶的量均会使得水凝胶的弹性模量变小.     

基于壳聚糖的水凝胶用于伤口敷料的研究进展

伤口敷料具有促进创面愈合和保护创面不受感染的特点,广泛应用于临床治疗.以天然多糖壳聚糖为原料构筑的水凝胶材料具有独特的三维网络结构和促进伤口愈合能力,在伤口敷料的应用方面受到关注.文章从水凝胶伤口敷料的性能要求如生物相容性、抗菌性能、黏合性和强度、止血性能及抗氧化性等出发,对近年来基于壳聚糖的水凝胶伤口敷料的设计和制备研究进行了总结与概括,并对该类水凝胶伤口敷料的未来发展和应用前景进行了展望.     

新型超吸水性复合材料水凝胶电解质的制备

把膨润土/聚丙烯酸钠超吸水性复合材料浸入到电解质溶液中,制备了一种电导率为50 S.m-1的新型水凝胶电解质.实验表明,水凝胶电解质具有类似离子溶液的电导率,水凝胶电解质的电导率主要决定于它所浸入溶液的离子浓度、pH值和温度.超吸水性复合材料的吸水倍率对水凝胶电导率是具有重要的影响,但在一定的范围内,超吸水性复合材料的制备条件对水凝胶的电导率的影响较小.     

自修复水凝胶的研究进展及油气田应用

针对自修复水凝胶能够模仿自然界中植物受损后从分子水平上对受损部位进行自修复的现象,对自修复水凝胶设计和合成基本原理进行了归纳总结。自修复水凝胶主要分为化学型自修复水凝胶和物理型自修复水凝胶。化学型自修复水凝胶大体上又可分为基于Diels-Alder加成反应的自修复水凝胶、基于可逆二硫键的自修复水凝胶和基于酰腙键的自修复水凝胶;物理型自修复水凝胶大体上可分为基于氢键作用的自修复水凝胶、基于主客体相互作用的自修复水凝胶和基于静电相互作用的自修复水凝胶等类型。自修复水凝胶不仅保留了传统水凝胶良好的吸水保水性、生物相容性等性能,而且其具有的自修复性能可以有效地延长材料的使用寿命、降低材料的使用成本。在此基础上,分析讨论了自修复水凝胶在油气田、生物医药等领域的潜在应用价值和应用情况,并对自修复水凝胶在油气田领域的发展趋势进行了展望。     

pH敏感聚甲基丙烯酸水凝胶的合成及性能研究

“智能”高分子水凝胶是一类对于外界环境微小的物理和化学刺激（如：温度、pH等）,其自身性质会发生明显改变的聚合物,具有传感、处理和执行功能,以及在医药与生物工程中具有良好的应用和发展前景．通过本实验,本文对PMMA凝胶的纯化。以及引发剂、交联剂用量对于凝胶的溶胀性能的影响进行了研究．     

热敏水凝胶的研究进展

介绍了热敏水凝胶的概念，并对其分类，发展趋势及应用前景作了简单的评述。     

交联剂对多孔水凝胶形态结构的影响

多孔水凝胶是一类具有多孔结构的水凝胶，通常具有较好的吸附性能和溶胀性能。本工作将淀粉与丙烯酰胺进行自由基接枝聚合，并采用溶剂交换的方法得到多孔水凝胶。分别选用聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和戊二醛为交联剂，制得淀粉一聚丙烯酰胺多孔水凝胶，考察了交联剂对多孔水凝胶形态结构的影响。结果表明，使用两种交联剂均能得到多孔结构的水凝胶，而以戊二醛为交联剂时更易于形成具有均匀孔结构的多孔水凝胶。     

pH敏感性壳聚糖/聚乙烯基吡咯烷酮水凝胶的制备及其性能

合成了pH敏感性壳聚糖/聚乙烯基吡咯烷酮水凝胶,研究了室温下该水凝胶在不同pH介质中的溶胀比.结果表明,在酸性溶液中凝胶的溶胀比远大于碱性溶液中的溶胀比,且其在不同pH溶液中重复可逆溶胀收缩.     

Characterization of pH-sensitive Poly （ acrylic acid-co-N-vinyl-2-pyrrolidone） Hydrogels Prepared by Gamma Radiation

The pH-sensitive copolymer hydrogels were prepared with the monomers of acrylic acid and N-vinyl-2-pyrrolidone based on gamma radiation technique. The morphology of the hydrogels was monitored by using scanning electron microscope. The influence of absorbed dose, monomer compasition and concentration on the swelling ratio (SR) of the hydrogels were investigated in detail. The effect of pH and temperature of the swelling medium on the swelling behavior of the hydrogels were also examined. The results show that the SR of the copolymer hydrogels decreases with the monomer concentration and absorbed dose increasing. The copolymer hydrogels show a better pH-sensitive behavior. In alkaline solution, the SR of the hydrogels is much higher than in acid solution.     

多重响应性羧甲基壳聚糖智能水凝胶的制备与其响应性研究

智能凝胶的交联及其响应性对药物(尤其是多肽或蛋白类)的活性及靶向传递有着重要影响.该文采用巯基化的羧甲基壳聚糖实现温和条件制备多重响应性的智能水凝胶;研究凝胶的溶胀行为、盲结肠酶的降解行为和谷胱甘肽的还原响应性行为.凝胶显示出pH敏感、酶敏感和还原敏感性. 巯基化羧甲基壳聚糖的巯基含量及凝胶的交联程度不仅影响凝胶的溶胀行为,而且影响凝胶的酶降解性;凝胶的还原敏感性依赖于凝胶的交联程度.凝胶显示出可用作结肠靶向给药系统载体传递多肽或蛋白类药物的潜力.     

热敏材料聚N-异丙基丙烯酰胺的结构对其溶胀性能影响

本文主要研究热敏材料聚N-异丙基丙烯酰胺 (PNIPAAm) 的结构对其溶胀性能影响。分别采用水热法和微波辐射法合成PNIPAAm热敏水凝胶，应用扫描电镜观察了两种合成方法制得的水凝胶的表面结构，测定了水凝胶随温度变化的溶胀率曲线及其溶胀和退溶胀动力学，并讨论了水凝胶的结构对其溶胀率的影响。结果表明：与水浴法制备的水凝胶相比，微波辐射法所得到的水凝胶无论是在干燥状态下还是溶胀状态下都具有更为丰富发达且较大的孔隙结构，在溶胀过程中，微波辐射法合成的水凝胶在临界溶解温度(LCST)以下具更高的溶胀率，而在LCST以上时，能更多地释放水而具有更低的溶胀率。此外，微波辐射所合成的水凝胶由于具有较为发达的孔隙结构，使其比水浴法制备的水凝胶具有更快的溶胀速度和退溶胀速度。     

生物还原响应的酶交联可注射水凝胶

可注射水凝胶作为生物材料被广泛用于生物医学领域. 合成了含有二硫键的葡聚糖衍生物(Dex-SS-PA), 使用辣根过氧化酶化学交联制备出新型的生物还原响应的可注射水凝胶. 系统研究了这些水凝胶的物理化学属性, 包括成胶时间、胶含量及降解性, 同时使用生死染色实验和噻唑蓝比色法实验评价了它们的细胞生物相容性. 研究结果表明, 葡聚糖的分子量越大、根皮酸的取代度越高、Dex-SS-PA 的浓度越大, 获得的水凝胶成胶时间越短、胶含量越高. 在还原环境中, Dex-SS-PA 水凝胶能够被降解. 此外, 这些水凝胶没有明显的细胞毒性. 因此, 这类新的水凝胶预示着较好的生物医学应用前景.