含磺酸甜菜碱侧基羟乙基纤维素接枝共聚物的合成与表征

以硝酸铈铵（CAN）／四乙酸乙二胺二钠盐（EDTA）复合引发体系合成了羟乙基纤维素接枝磺酸甜菜碱两性单体共聚物，研究了反应温度、时间、引发剂浓度、原料HEC及单体用量、pH值对接枝聚合反应的影响，并用IR和TGA对接枝共聚物进行了结构表征。     

新型敏感性水凝胶的研究：Ⅰ.阴离子单体对凝胶温敏性能的影响

合成了以丙烯酸（３－磺酸）丙基钾盐（ＳＰＡＰＳ）及甲基丙烯酸（３－磺酸）丙基钾直盐（ＳＰＭＡＰＳ０两种磺酸盐为阴离子单体的异丙基丙烯酰胺（ＮＩＰＡ）水凝胶,发现其溶一能具有良好的温敏性,且阴离子含量越大,敏感性越强,对应的敏感温度也愈高。     

Au(111)表面磺酸甜菜碱自组装单层膜的分子模拟

旨在探索磺酸甜菜碱型材料阻抗蛋白质吸附的微观机理,以更好地指导新型无生物污染材料的设计和开发.采用分子力学和分子动力学方法,对磺酸甜菜碱在Au(111)表面的分子自组装结构和性能进行研究.研究结果表明,磺酸甜菜碱在Au(111)表面可形成7×7的稳定结构,真空模拟中分子平均倾斜角为23,°水溶剂化模拟中则为25°,两性离子端基偶极方向趋于平行;水和磺酸甜菜碱的两性离子基团相互作用而吸附于表面上,形成一层牢固的水膜,从而有效地阻止蛋白质吸附到材料表面上.     

NIPA/SPAPS共聚水凝胶的合成及性能

以N—异丙基丙烯酰胺为单体与少量丙烯酸(3—磺酸)丙酯钾盐共聚,以N,N—亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,得到一种具有较大溶胀比的阴离子型温敏水凝胶。对其热敏性能、溶胀性能,以及阴离子单体用量对上述性能的影响进行了探讨,并对收缩动力学和再溶胀动力学进行了表征。结果表明,在一定阴离子含量范围内,随着凝胶中阴离子含量的增加,凝胶的相转变温度升高,水凝胶的溶胀率和水保留率也增加。考察了该水凝胶对甘草酸的分离吸收性能及对蛋白质溶液的浓缩性能,并尝试用水凝胶中水的状态理论对结果进行了解释,初步证明可将该水凝胶用于中草药有效成分的分离。     

F68大单体/HEMA共聚水凝胶的制备及性能研究(Ⅰ):温度敏感性

本文以温度敏感性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,再在水溶液中与丙烯酸(AA)单体和甲基丙烯酸p-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温度下的溶胀性能.溶胀动力学测量的结果表明,该水凝胶具有温度响应性且具有可逆性.     

磺酸甜菜碱型聚丙烯酰胺/铬凝胶自修复过程的热力学研究

磺酸甜菜碱型聚丙烯酰胺/铬凝胶体系可用于调剖堵水,该凝胶经过剪切破坏后又能够实现一定程度的自修复。为了研究该凝胶的自修复过程及影响因素,在对凝胶体系进行热力学分析的基础上,建立了铬凝胶胶团的热力学函数关系,从而确定了成胶温度和无机盐浓度两个影响因素,同时给出了自修复过程的模型。通过室内成胶实验研究了成胶温度、无机盐硫酸钠的浓度对成胶和自修复过程的影响。实验结果表明,凝胶自修复的最佳温度在45~60℃之间,这一实验结果与热力学上的理论推测是一致的,而无机盐硫酸钠的浓度在220~1 600 mg/L之间,也证明了在理论上是存在一个最佳的浓度范围。     

聚天冬酰胺衍生物水凝胶的合成和溶胀性能

以L-天冬氨酸为单体，通过缩合反应合成聚丁二酰亚胺，用不同比例的牛磺酸和赖氨酸进行开环和交联，获得可生物降解聚天冬酰胺衍生物水凝胶．研究了反应条件对水凝胶溶胀性能的影响．实验结果表明，赖氨酸的用量、牛磺酸的用量对水凝胶吸水性能影响较大，引入磺酸基后，水凝胶的吸水倍率由47增大到174．水凝胶在不同溶液中的溶胀测试表明水凝胶具有较强的溶剂敏感性．溶胀倍率随着溶液pH值增大而升高，水凝胶在pH=7．4的溶液中收缩．水凝胶的溶胀倍率随着溶液离子强度的增大而降低．     

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.     

智能海藻酸钙/PNIPAAm互穿网络水凝胶微囊制备研究

以海藻酸钙凝胶为聚合模板，过硫酸铵/偏重亚硫酸钠氧化还原引发剂体系、自由基水溶液法聚合制备了温度敏感和pH敏感的海藻酸钙/聚N异丙基丙烯酰胺（CA/PNIPAAm）互穿网络水凝胶微囊。并研究了引发剂用量、单体量、单体/海藻酸钠配比、缓冲液pH值等因素对该互穿智能水凝胶温度敏感和pH敏感性的影响。结果表明：该互穿凝胶微囊对pH/温度具有敏感溶胀性，可望作为口服药物缓释制剂的载体。     

耐电压型聚P(NIPAAm-co-DMAEMA)水凝胶的合成与性能

 电场敏感水凝胶是由高分子三维网络与溶剂水组成的多元体系,并且在电场作用下会产生可逆弯曲或消溶胀的水凝胶。本文以异丙基丙烯酰胺（NIPAAm）和甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯（DMAEMA）为单体,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵和亚硫酸氢钠为氧化还原引发剂,采用水溶液聚合法制备了一系列电场敏感性水凝胶,研究了不同质量分数的NaCl溶液、温度、接触电场对水凝胶溶胀率的影响。研究表明,合成的一系列P(NIPAAm-co-DMAEMA)水凝胶中,随着单体NIPAAm量的增加,在去离子水中的平衡溶胀率下降,同时随着NaCl质量分数的增加,平衡溶胀率下降,但即使在质量分数为0.9%的NaCl溶液中,最大溶胀率仍达89g/g,即保水率44%;共聚得到的水凝胶LCST温度在43℃左右,有望成为良好的温敏性材料。在接触电压刺激下,随着样品水凝胶中DMAEMA含量的增加,水凝胶的质量保持率Rm依次减小。传统阴离子单体或阳离子单体聚合而成的水凝胶在电场作用下消溶胀十分明显,而本文采用阳离子单体与非离子单体共聚合成得到的水凝胶的Rm与时间的关系可以用拟合方程较好地描述,根据得到的拟合方程外推,该水凝胶在通电360min后保水率仍可达53%。这种良好的耐电压性,使该水凝胶更好地应用于人工肌肉和仿生技术及人造保险丝。     

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.     

荧光探针研究聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶的相转变

通过自由基溶液聚合制备了非离子PNIPAAm水凝胶，考察了交联剂和引发剂对其溶胀比、凝胶化时间以及LCST相转变点的影响，发现影响温敏特征的主要因素是PNIPAAm的基团间的相互作用。选用罗丹明B为荧光探针对PNIPAAm水凝胶进行了荧光光谱分析，通过荧光强度的变化研究了疏水基在水凝胶溶胀/收缩过程中的动态行为，对PNIPAAm水凝胶的相转变过程进行了探讨。     

N-乙烯基-2-吡咯烷酮辐射聚合的溶剂效应

以水作溶剂,N-乙烯基-2-吡咯烷酮辐射聚合得到了聚N-乙烯基-2-吡咯烷酮水凝胶。以乙醇或丙酮作为溶剂时,前者情况下的聚合速度大于后者。这些现象,可用水、乙醇能与N-乙烯基-2-吡咯烷酮形成氢键来解释。聚合反应终止动力学,不受溶剂性质的影响,都属于双分子终止反应。     

羟丙基壳聚糖-聚乙烯醇凝胶的制备与释药性能

以羟丙基壳聚糖和聚乙烯醇为原料,制备羟丙基壳聚糖-聚乙烯醇互穿网络水凝胶并研究其药物释放性能.考察羟丙基壳聚糖质量浓度、聚乙烯醇与羟丙基壳聚糖质量比、交联剂用量等因素对羟丙基壳聚糖-聚乙烯醇互穿网络水凝胶溶胀性能的影响;测定凝胶对温度和pH的敏感性;以利巴韦林为模型研究凝胶对药物的释放性能.结果表明:该水凝胶具有良好的溶胀性、温度及pH敏感性,对利巴韦林有一定的缓释作用,可望用于新型的药物载体.     

N-异丙基丙烯酰胺-co-N-羟甲基丙烯酰胺共聚物快速温敏响应行为研究

采用自由基溶液聚合法,在不同温度下制备了N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)与N-羟甲基丙烯酰胺(NHMAAm)的共聚物P(NIPAAm-co-NHMAAm)温敏水凝胶,并对其温敏性、溶胀动力学及其快速响应行为进行了研究。结果表明,共聚单体NHMAAm的添加量以及合成温度对凝胶的温敏响应性均有较大影响,NHMAAm摩尔分数小于15%时,共聚水凝胶具有明显的温敏性,其低临界溶液温度LCST随着NHMAAm含量的增加而提高;在60℃(高于共聚凝胶的LCST)制备的凝胶,快速响应性好,凝胶在4~8h内达到溶胀平衡,5min内能达到退溶胀平衡,失水率达到80%左右,且具有稳定的反复溶胀性。     

Gelation and swelling behavior of oxidized konjac glucomannan/chitosan hydrogel

The gelating and swelling mechanisms of the hydrogel formed from oxidized konjac glucomannan (OKGM) and chitosan (CS) were studied by Fourier transform infrared (FT-IR) spectrometry. FT-IR spectra illustrate that the interaction of polysaccharides forms the hydrogen bonds and interchain salt bonds and the dissocation of which dominates the swelling behavior in buffer solutions of different pH. The concentration of salt ion has effect on swelling behavior through the difference of salt ion concentration between in solution and in network of hydrogel, which causes penetrating pressure. Moreover, the Swelling degree and hydrogel strength could be modulated by varying conditions. It is indicated that the hydrogel has pH-sensitive and salt ion sensitive properties. The prepared optimum condition selected by varying conditions is thatr=0.2;t=30 min;T _p=343 K andI=1.6. Foundation item: Supported by the National Science Foundation of China (29574173) Biography: He Dong-bao (1945-), male, Professor, research direction: modifying and gelating of natural polysaccharides.     

丙烯酰胺与N-乙烯基吡咯烷酮共聚物水凝胶的合成与性能研究

以Ｎ,Ｎ’－亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用溶液聚合法合成丙烯酰胺／Ｎ－乙烯基吡咯烷酮共聚物水凝胶．研究了合成条件对水凝胶溶胀度和凝胶强度的影响,并用该水凝胶来浓缩蛋白质稀溶液．     

PDMAA/Clay纳米复合水凝胶的制备与性能

以无机黏土为交联剂,采用偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂制备了新型的聚N,N ＇-二甲基丙烯酰胺/黏土(PDMAA/Clay)纳米复合水凝胶,作为对比,采用过硫酸钾(KPS)为引发剂制备了相对应的水凝胶.对两种纳米复合水凝胶的结构、形态、溶胀行为和力学性能等进行了研究.试验表明,黏土的结晶结构均已被破坏,黏土规整的片层被剥离并在凝胶中无序分布,起到交联剂的作用.随着黏土含量的增加,水凝胶的溶胀速率和溶胀度降低.采用AIBN制备的PDMAA/Clay水凝胶具有更好的韧性及更高的断裂强度,其断裂伸长率可达1 800％以上,而KPS制备的水凝胶的断裂伸长率在1 200％左右.     

聚丙烯酰胺/甲基纤维素半互穿网络的制备及溶胀动力学研究

 以过硫酸铵(APS)为引发剂、N,N′-二甲基双丙烯酰胺(MBA)、四甲基乙二胺(TEMED)为催化剂,在室温下通过水溶液自由基聚合,制备了聚丙烯酰胺/甲基纤维素半互穿网络(PAM/MC semi-IPN)。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)对凝胶结构进行了表征,考察了MC含量和温度对凝胶外观、平衡溶胀和溶胀动力学的影响。从FT-IR图谱可看出,随MC含量增加,PAM酰胺Ⅰ带的吸收峰从1632cm^-1移到1650cm^-1,表明PAM与MC发生了明显的氢键相互作用。随MC含量增加,凝胶颜色从透明到乳白色逐渐加深。随温度升高,各组分凝胶的平衡溶胀比都增大。随MC含量的增加,相同温度下,凝胶的平衡溶胀比下降。另外,半互穿网络凝胶的尺寸随温度升高没有明显变化,说明MC在高温下的相转变并未造成半互穿网络的体积相变。凝胶的溶胀动力学显示,凝胶在100min前均快速溶胀,在200min以后溶胀速度变缓,最终趋于平衡。扩散指数(n)和溶胀速率(k)的数据表明,温度对扩散机理有很大影响,并且MC含量低于1.0%时凝胶组成对扩散机理影响不大。通过线性拟合的R²可知,各组分凝胶在各温度下均较好的符合二级动力学方程,并且MC含量低于1.0%时对凝胶的初始溶胀速率影响不大。