聚丙烯酰胺水凝胶的制备及pH敏感性的研究

以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵为引发剂,N,N,N',N'-四甲基乙二胺为助剂,采用自由基水溶液聚合方法,合成了一系列配比不同的聚丙烯酰胺(PAAm)水凝胶.通过对不同配比的PAAm水凝胶进行比较,发现水凝胶透明度与交联剂的含量有关.交联剂含量占单体摩尔含量的0.5～5％时,凝胶的透明度随交联剂的增加明显下降;当交联剂含量小于0.5％时,透明度增大明显.同时,对PAAm水凝胶的pH敏感性进行了研究.通过溶胀比实验发现,水凝胶的溶胀比随pH的增加呈现出三个不同的阶段,低平区(pH 0～7),峰值区(pH 10～13),衰减区(pH＞13).最后,本文分析了水凝胶的溶胀机理,认为水凝胶的溶胀过程主要受聚合物网络结构内的静电排斥作用以及离子屏蔽效应所控制.     

反相微乳液聚合制备聚丙烯酰胺水凝胶微球研究

以油酸/Span20/OP10为复合乳化剂,柴油为连续相,采用反相微乳液聚合制备了聚丙烯酰胺水凝胶微球.通过微乳面积等值图、拟三元图确定出体系中乳化剂最佳比例为w(油酸)∶w(Span)∶w(OP10)=41∶31∶28;在最佳聚合点处,油相、乳化剂相、水相分别占体系质量的34.62%,15.38%,50.00%.应用冷冻蚀刻透射电子显微镜、扫描电子显微镜及动态光散射分别对聚合前后的微乳液体系进行表征,可以看出聚合前微乳液中存在大量反胶束(团)(10nm以下)及溶胀胶团(约50nm)结构,聚合后得纳米级水凝胶微球,前后尺寸相差不大.同时测定油酸/Span20/OP10复合乳化剂水溶液与桩西原油之间的界面张力并与反相微乳聚合常规乳化剂的结果进行对比,发现前者界面张力较低,能够起到驱油用表面活性剂的作用.     

丙烯酸水凝胶的pH敏感性研究

测定并研究了各种丙烯酸水凝胶的ｐＨ溶胀曲线及其影响因素。实验表明：随着交联剂含量，单体浓度的增加，会使凝胶的最大溶胀比显著减弱。这可能是网络中非高斯短链及勾结链增多的原故。     

亲水/疏水互穿网络水凝胶的合成及其pH敏感特性研究

利用ＩＰＮ技术合成了聚（丙烯酸）／Ｎ－十二烷基聚（４－乙烯吡啶）溴化盐（ＱＰＶＰＤ－３０）半互穿网络水凝胶，这种水凝胶在弱碱条件下的溶胀率远大于酸性条件下的溶胀率。并且随着ＱＰＶＰＤ－３０用量的增加其溶胀率下降。     

盐酸二甲双胍pH敏感性水凝胶微球的制备

为减轻盐酸二甲双胍对胃的刺激,实现其在肠道内的释放,以盐酸二甲双胍为主药,壳聚糖、海藻酸钠为复合载体,筛选盐酸二甲双胍pH敏感性水凝胶微球的最佳处方及制备工艺,并对其pH敏感性及体外释药特性进行了考察。通过单因素试验及正交试验优化处方工艺,利用扫描电镜进行结构表征,紫外分光光度法测定载药量及包封率,转篮法研究释放度。结果表明,盐酸二甲双胍pH敏感性水凝胶微球的优选处方如下:壳聚糖与海藻酸钠的总浓度为2%(质量体积比),海藻酸钠与壳聚糖的质量比为1∶1,药物与海藻酸钠的质量比为2∶5,氯化钙的交联浓度为3.5%(质量体积比);盐酸二甲双胍pH敏感性水凝胶微球在人工胃液中6 h累积释放度小于4%,在人工肠液中6 h累积释放度最大可达96.4%。所制备的盐酸二甲双胍pH敏感性水凝胶微球处方工艺稳定可靠,水凝胶微球机械强度高,生物降解性和稳定性好,是一种新型结构的盐酸二甲双胍给药系统。     

pH敏感聚丙烯酸/α-甲基丙烯酸水凝胶的合成与性能研究

目的通过合成聚丙烯酸-co-α-甲基丙烯酸水凝胶,研究N,N'-亚甲基双丙烯酰胺交联剂、丙烯酸和α-甲基丙烯酸单体浓度、聚合时间对其水凝胶溶胀率的影响,以及温度和不同pH值时水凝胶的pH可逆性。方法以丙烯酸和α-甲基丙烯酸共聚合成了6种聚丙烯酸-co-α-甲基丙烯酸水凝胶,用常规法测定其相关指标。结果聚丙烯酸-co-α-甲基丙烯酸水凝胶合成条件为交联剂0.150 3 g,丙烯酸8.2 mL,α-甲基丙烯酸5.1 mL,水60 mL,聚合温度在60℃时的D凝胶结构与性能最好;反应最佳聚合温度60℃;最佳pH=10.20。结论聚合方法简便,条件控制容易,产物结构与性能表征方便。该水凝胶具有pH可逆性,当增加pH值时,溶胀率变大。     

多巴胺改性海藻酸钠/聚丙烯酰胺水凝胶的制备及其性能

以1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺(EDC/NHS)为催化剂,通过多巴胺(DA)与海藻酸钠(SA)反应,制得含有邻苯二酚基团的多巴胺改性海藻酸钠(SA-DA);采用自由基聚合法,以SA-DA和丙烯酰胺(AM)为主要原料,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(Bis)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,制备了SA-DA/PAM双网络(DN)水凝胶.采用¹H NMR、UV-Vis对SA-DA组成进行表征;采用拉力试验机及SEM对SA-DA/PAM水凝胶的力学性能及形貌进行表征.考察四甲基乙二胺(TEMED)的加入、SA-DA浓度及Bis含量对水凝胶强度和粘附性的影响.结果表明,加入TEMED后水凝胶的强度和粘附性能均有下降.当SA-DA浓度为15 mg/mL,Bis含量为AM的0.15 mol%时,SA-DA/PAM水凝胶有较高的强度和较好的粘附性,粘附性为9.8 kPa,拉伸强度为391.8 kPa,断裂伸长率为486.0%.与SA/PAM水凝胶相比,拉伸强度增加了6.3倍,断裂伸长率提升了4.1倍,粘附性提高了2.4倍.     

F68大单体/HEMA共聚水凝胶的制备及性能研究（Ⅱ）：pH敏感性

以Pluronic F68与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)反应制备可光聚合的F68/GMA大分子单体,再在水溶液中与pH敏感性丙烯酸(AA)单体和甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)经紫外光原位聚合制备温度敏感水凝胶.详细地研究了水凝胶在不同pH下的溶胀性能.溶胀动力学测量的结果表明:该水凝胶在具有温度响应性的同时还具有pH响应性且具有可逆性.     

新型pH敏感水凝胶的合成及表征

以乙二胺四乙酸酐(ethylenediaminetetraacetic dianhydride,EDTAD)和丁二胺(butanediamine,BDA)为原料,通过酸酐的N酰化开环聚合反应合成主链含酰胺基、侧链含羧基的直链共聚物(pEDTAD-BDA),然后在磷酸催化剂存在下,pEDTAD-BDA在160℃发生分子内脱水形成含多元酰亚胺的共聚物(pEDTAD-BDA-Imide),最后以丁二胺为交联剂,与pEDTAD-BDA-Imide中的酰亚胺发生N酰化开环反应,生成了侧链含氨基的网络聚合物(BDA-crosslinked-EDTAD-BDA)。该网络聚合物可同时具有完全可降解性、pH敏感性和生物相容性。采用红外光谱和茚三酮显色法对pEDTAD-BDA和BDA-crosslinked-EDTAD-BDA的结构和分子量进行了定性定量表征。     

pH/温度双重敏感的PDMAEMA水凝胶的力学性质

以甲基丙烯酸-2-二甲基胺基乙酯(DMAEMA)为单体,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,在35℃条件下,采用自由基水溶液聚合制备了PDMAEMA均聚物水凝胶.通过溶胀度测定和环境扫描电镜对凝胶的温度和pH敏感性进行了研究.利用动态粘弹谱仪进行压缩和蠕变实验,研究了凝胶的力学性质.结果表明:PDMAEMA凝胶具有温度和pH双重敏感性,力学性质测试表明凝胶具有一定的强度和良好的黏弹性.     

AM与HEMA共聚制备水凝胶的结构与性能

以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,丙烯酰胺(AM)与甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)进行本体共聚制备水凝胶材料,研究了水凝胶的结构与性能.结果表明,AM与HEMA共聚物链段上存在的侧基-CONH2之间形成氢键,增强了链段之间的相互作用力,导致AM链段成束,形成较粗的骨架网络;AM的含量越大,水分子越容易与大分子链形成氢键结合并迅速扩散,共聚物水凝胶的溶胀速度越快,过量溶胀现象越明显;其特征溶胀指数处于0.938~0.961之间,与松弛平衡扩散的特征指数n≥1相近,水分子扩散速率稍快于聚合物高分子链段的松弛速率.     

衣康酸/甲基丙烯酸共聚物阻垢剂的合成条件研究

用水作溶剂、过硫酸铵为引发剂,以衣康酸(IA)、甲基丙烯酸(MAA)作为单体,通过水溶液聚合制备了水溶性高分子衣康酸/甲基丙烯酸(IA/MAA),用正交实验法确定的最佳合成条件为:反应温度90℃,引发剂用量8%,单体配比n(IA)∶n(MAA)=1∶7,反应时间1.5 h.用凝胶渗透色谱测定了共聚物的相对分子质量及分布,并用扫描电子显微镜对垢样进行了分析.     

有机蒙脱土复合型高吸水性树脂的制备及性能研究

用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对钠基蒙脱土进行有机改性,制得有机蒙脱土,采用水溶液聚合法将有机蒙脱土与衣康酸(IA)、N-羟甲基丙烯酰胺(N-MAM)共聚制备了有机蒙脱土复合型高吸水性树脂,研究了该树脂的吸液性能和热稳定性能.结果表明:当有机蒙脱土质量占聚合单体总质量3%时,复合型高吸水性树脂的吸水性、耐盐性和热稳定性得到了提高,在pH7～10范围吸水能力最强.     

反相乳液聚合制备DMDAAC/AM阳离子型共聚物

采用反相乳液聚合方法,在氧化 还原引发体系下,制备二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)/丙烯酰胺(AM)阳离子型共聚物。研究了乳化剂种类、配比和分散介质对体系稳定性的影响,以及乳化剂配比、单体摩尔比、单体浓度和EDTA量对产物特性黏度的影响。结果表明,当采用Span80与阳离子型乳化剂复合,石油醚为分散介质,亲水亲油值HLB值在5.96以下时,反相乳液体系稳定。聚合物的特性黏度随单体浓度的增加而增加,但当单体达到一定浓度后,产物的特性黏度开始下降。同时体系中EDTA用量增加或单体摩尔比中DMDAAC量增加,产物的特性黏度下降。     

反相悬浮法合成超高分子量AM/AA/AMPS及盐的共聚物

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,采用反相悬浮聚合法制备了超高分子量的AM/AA/AMPS及盐的共聚物。本实验固定丙烯酰胺的加入量,研究了中和度、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和丙烯酸用量,引发剂浓度、抗交联剂及其他助剂对合成共聚物分子量的影响。结果表明,本实验的中和度为70%比较适宜。在此中和度下,AMPS的适宜用量范围为AM的75%～16.25%;AA的适宜用量范围44%～55%;(NH₄)₂S₂O₈的适宜用量范围为AM/AA/AMPS总量的0.07%～0.12% ;分子量随CO(NH₂)₂的增加而明显升高;甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)的适宜用量范围为0.06 %～0.10%;使用抗交联剂可以解决产品交联造成的难溶问题,但加入量不宜过多,否则分子量会下降;分子量调节剂醋酸钠的用量在1.24 %～1.54%范围内可以使产品的分子量达最佳值。本实验可以得到分子量达1.9×10⁷的AM/AA/AMPS及盐的共聚产物。     

反相悬浮丙烯酸钾三元共聚过程及结构表征

采用反相悬浮法合成高吸水聚丙烯酸盐共聚物P(KAA_AM_NAM),利用电导、像衬光学显微镜对反相悬浮聚合反应过程进行了研究,并采用红外和热重分析对树脂的分子结构和稳定性等进行了表征.结果表明,反相悬浮聚合体系反应过程是由油包水到油水连续相互相贯穿,最后到水凝胶和油相共存的状态.树脂的红外光谱分析显示树脂中存在大量亲水性基团,由热分析得知,其热分解温度约为420℃,热稳定性良好.     

三元共聚物P(IA/MA/SAS)的合成及对CaCO_3阻垢性能评价

以衣康酸(IA)、马来酸(MA)和烯丙基磺酸钠(SAS)为单体,K2S2O8-(NH4)2Fe(SO4)2为氧化还原引发剂,合成了一种新型的阻垢剂P(IA/MA/SAS).通过正交实验法确定了最优条件为:反应物摩尔比nIA∶nMA∶nSAS=1∶2∶1,链转移剂质量分数为3%,引发剂质量分数为5%,反应温度为90℃.静态法评价了产品阻垢能力,在加剂量为10 mg/L时阻碳酸钙率最佳可达96.6%,优于常用的聚羧酸类和聚膦酸类商品阻垢剂,是一种性能优异的循环冷却水阻垢剂.     

高强度PAM/PVA互穿网络水凝胶的合成

以聚丙烯酰胺(PAM)为基体,聚乙烯醇(PVA)为增强体,采用两步水溶液聚合法合成具有较高机械强度的PAM/PVA互穿网络水凝胶.研究PVA、交联剂用量对PAM/PVA互穿网络水凝胶拉伸强度及伸长率的影响,探讨水凝胶的应力松弛及析出PVA对水凝胶的增韧机理.实验表明,制备的互穿网络水凝胶具有较高的机械强度和韧性,最高拉伸强度为2.4 MPa,伸长率为3 000%.最后,采用傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)及X-射线衍射(XRD),对PAM/PVA互穿网络水凝胶的结构与形貌进行表征.     

Preparation and Characterization of pH-Sensitive Polyvinyl Alcohol Hydrogel for Cancer Therapy

Hydrogel has emerged as an excellent carrier platform for smart drug delivery and effective cancer treatment due to its high water content, good biocompatibility and sufficient mechanical properties. In this work,the DOX-loaded polyvinyl alcohol（ PVA）hydrogel was prepared by freeze-thawing technique. The swelling test and the mechanical properties of the pure PVA hydrogels were performed. In addition, the in vitro drug release profiles were examined and the in vitro antitumor efficiency against He La cells was also estimated. The results indicated that the resulting PVA hydrogels contained significant amounts of water and possessed good mechanical properties,and DOX-loaded PVA hydrogel exhibited a sustained and p H-responsive DOX release. The MTT assays also demonstrated that the released DOX could effectively inhibit the proliferation of He La cells. Thus,the cross-linked PVA hydrogel can be further developed as a promising platform for cancer therapy.     

AM/AA/AMPS/DMAM的反相微乳液共聚合研究

以丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)为主单体,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)作为功能性单体,以庚烷为分散介质,表面活性剂SF2810为乳化剂,采用反相微乳液聚合的方法合成了四元共聚物AM/AA/AMPS/DMAM.研究所得的最佳合成工艺条件为:水相中单体浓度为45%,引发剂过硫酸铵加量为单体质量的0.3%,乳化剂加量为油相质量的10%,反应温度为40℃,反应时间为5 h,单体的摩尔比为AM:AA:AMPS:DMAM=52:25:15:8.红外光谱分析证实了四元共聚物的结构.