聚乙烯醇硫酸钾水凝胶电机械化学行为研究

通过将交联聚乙烯醇硫酸酯化的方法制备了一种新型电刺激响应性聚乙烯醇硫酸钾(PVSK)智能水凝胶,并探讨了溶液离子强度和pH对PVSK水凝胶的溶胀吸水率、机械性能以及电机械化学行为的影响.结果表明,制备的PVSK水凝胶的平衡溶胀比随NaCl溶液离子强度的增大而减小,在pH2.39～10.83范围内基本不受溶液pH的影响;经不同离子强度和pH的NaCl溶液充分溶胀的PVSK水凝胶具有良好的机械性能,在非接触的直流电场作用下,该水凝胶向电场负极弯曲,凝胶的弯曲速度和弯曲偏转量随外加电场强度的增加而增大,随NaCl溶液离子强度的增大出现临界最大值,但不随溶液pH(2.08～10.53)的改变而改变;在循环电场作用下,PVSK水凝胶的电机械化学行为具有良好的可逆性.     

明胶水凝胶电刺激响应行为的研究

制备了戊二醛交联的明胶水凝胶 ,并研究了其吸水率、力学性能和电刺激响应行为 .结果表明 ,在NaCl溶液中 ,明胶水凝胶的平衡溶胀比随NaCl溶液的浓度增大而减小 ,经 0 0 1mol LNaCl溶液充分溶胀的明胶水凝胶膜其弹性模量为 4.2 9kPa ,抗张强度为 5 11kPa ,断裂伸长率为 110 %.在NaCl溶液中于非接触的直流电场作用下 ,明胶水凝胶向电场负极弯曲 ,凝胶的弯曲速度和弯曲偏转程度随外加电场的增大而增大 ,随NaCl溶液离子强度的增大出现临界最大值 .在周期性电场作用下 ,其弯曲响应行为具有良好的可逆性 .通过聚电解质凝胶弯曲理论初步解释了其弯曲机理 .     

PVA/PAA水凝胶纤维的电刺激响应性能

以过硫酸胺为引发剂,在PVA水溶液中原位聚合丙烯酸单体,得到的PVA／PAA混合水溶液在凝固浴硫酸胺饱和水溶液中纺丝制备了物理缠结和氢固定网络形式的PVA／PAA水凝胶纤维。该纤维于NaCl溶液中在直流电场作用下具有电流－刺激敏感性,表现为溶胀、收缩、弯曲行为。纤维的弯曲速度和最大弯曲度随电场强度和凝胶网络中PAA含量的增加而增大,随电解质溶液离子强度的变化出现临界最大值。纤维向负极弯曲的过程中,在电场下自由离子和反庆子迁移引起的渗透压主导作用,弯曲过程主要是溶胀弯曲;向正极弯曲过程中,由于电化学反应和电场作用下产生的PH梯度导致凝胶网络构像变化主导作用,弯曲主要是收缩弯曲;弯曲由负极向正极转化过程中,两种机理对弯曲的影响相对平衡。     

P(AMPS-co-BMA)水凝胶的电场敏感性及电刺激响应机理

以离子型单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)及非离子型单体甲基丙烯酸丁酯为原料, 偶氮二异丁腈为引发剂, N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂, N,N-二甲基甲酰胺为溶剂, 通过自由基聚合合成了一系列聚离子浓度不同的聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-co-甲基丙烯酸丁酯)电场敏感性水凝胶. 研究了其在去离子水及NaCl溶液中的溶胀行为. 结果表明, 该水凝胶在去离子水中的平衡溶胀度在236.4~298.5之间, 其溶胀速率随着AMPS用量的增加而增加; 并且随着凝胶内部聚离子浓度的增加, 凝胶在NaCl溶液中的消溶胀速率及消溶胀度逐渐减小. 凝胶的电刺激响应性能研究结果表明, 在电场存在下, 凝胶在NaCl溶液中的溶胀行为与凝胶内部聚离子浓度和溶液中NaCl浓度的相对大小有关, 当凝胶内部聚离子浓度大于溶液中NaCl浓度时, 凝胶溶胀, 反之则凝胶消溶胀; 而且, 凝胶在电场作用下的偏转行为同样与凝胶内部聚离子浓度和溶液中NaCl浓度的相对大小有关, 当凝胶内部聚离子浓度大于溶液中NaCl浓度时, 偏向阴极, 反之则凝胶偏向阳极. 另外, 在电场存在下, 凝胶在NaCl溶液中的电偏转速度与环境温度密切相关.     

PVA/Gel水凝胶的电刺激可逆弯曲偏转行为研究

制备不同比例的聚乙烯醇/明胶水凝胶,在直流电场作用下,测试聚乙烯醇/明胶水凝胶在不同温度和不同浓度Na2CO3溶液中的电刺激弯曲偏转行为,绘制聚乙烯醇/明胶水凝胶弯曲偏转角随时间的变化曲线,考察了可逆弯曲偏转变化的周期性。     

先辐射后冻融法制备聚乙烯醇/水溶性壳聚糖/甘油水凝胶的云南白药药物释放性能研究

采用先辐射后冻融的方法制备了一系列聚乙烯醇(PVA)/水溶性壳聚糖/甘油水凝胶,通过浸泡法在水凝胶中载入云南白药,并且研究了溶液pH值、离子强度、冻融次数和PVA浓度对水凝胶溶胀性能和云南白药释放性能的影响.研究发现水凝胶的溶胀度随溶液离子强度的增大而下降,且酸性溶液大于中性溶液.水溶性壳聚糖的加入有利于云南白药载入凝胶,同时使云南白药的释放具有pH和离子强度敏感性.云南白药的释放量在模拟体液中最大,在中性溶液中次之,在水和酸性溶液中最小,与溶胀度变化关系相反.而水凝胶的溶胀度和云南白药释放量均随冻融次数和PVA浓度的增大而下降.分析表明,云南白药在不同介质中的释放量主要取决于药物和溶液中离子的交换能力;在相同介质中,不同凝胶的药物释放量受溶胀度影响明显.凝胶溶胀速率远大于药物释放速率说明后者主要由扩散过程控制.药物释放的pH敏感性表明该水凝胶具备用作云南白药的口服载体的潜力.     

电场敏感的智能性水凝胶*

电场敏感水凝胶是一类在电刺激下可以溶胀、收缩或弯曲的智能性水凝胶,其主要特点是可以将电能转化为机械能。本文对近年来已见报道的电场敏感水凝胶的研究进行了较为详细的综述。同时,对电场敏感水凝胶的响应机理、影响水凝胶响应性的因素以及其在能量转换装置、人工肌肉等方面的应用也作了相应的介绍。     

PAMPS/SiO_2杂化水凝胶的合成及电场敏感性研究

以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为有机原料,正硅酸乙酯(TEOS)为无机原料,过硫酸钾为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,通过原位-凝胶水溶液聚合法合成了一系列不同二氧化硅含量和不同聚离子浓度的聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)/二氧化硅杂化电场敏感性水凝胶.通过扫描电子显微镜(SEM)表征凝胶的结构,研究水凝胶在去离子水以及氯化钠溶液中的溶胀和消溶胀行为.结果表明,系列凝胶的平衡溶胀度介于224.9至325.6之间,复合凝胶的溶胀速率随TEOS用量的增加而降低;除理想杂化凝胶外,随着聚离子浓度的升高,凝胶在氯化钠溶液中的消溶胀速率逐渐减小.对凝胶的电场敏感性研究表明,当聚离子浓度大于氯化钠溶液浓度时,凝胶进一步溶胀,反之则消溶胀,其中杂化凝胶的再溶胀性能减弱,而消溶胀行为变得更为明显.同时制得的理想杂化凝胶,较纯有机凝胶具有更为理想的力学性能,最大抗压缩强度可达23.4 MPa.     

P(AA-DAC)两性聚电解质水凝胶的合成及性质

以丙烯酸(AA)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为单体, 采用水溶液聚合法制备了P(AA-DAC)聚电解质水凝胶. 采用红外光谱和核磁共振等方法对其结构进行了表征. 研究了不同组成比的聚电解质水凝胶在去离子水、不同pH值溶液以及不同离子强度盐溶液中的溶胀行为. 研究结果表明, 摩尔比为1∶1的聚电解质水凝胶表现出典型的两性聚电解质凝胶的溶胀行为. 离子强度对其溶胀行为有着显著影响, 在溶液离子强度较高时, 凝胶网络的溶胀主要受溶剂向凝胶内部扩散所控制, 满足Fick型扩散规律n≤0.5, 随着溶液离子强度的增加, 凝胶网络平衡含水量增加, 扩散系数增大.     

PVA水凝胶的弹性和溶胀特性研究

采用硼酸与聚乙烯醇化学交联方法制备了聚乙烯醇(PVA)水凝胶,通过对PVA水凝胶的弹性与溶胀性能的研究,优选出交联剂硼酸与聚乙烯醇的最佳配比量;探究温度对PVA水凝胶弹性的影响以及时间、矿化度、温度对PVA水凝胶溶胀特性的影响。结果表明,随硼酸用量的增加,PVA水凝胶的溶胀率与弹性模量值都表现出先增大后减小的特征,当硼酸:PVA=10%时,PVA水凝胶的弹性和溶胀特性均最佳;PVA水凝胶在水溶液中溶胀率随时间的增长逐渐增大,40h后基本达到溶胀平衡;随矿化度的增大而减少,耐矿化度强,在10%盐度水中还能膨胀1倍,适用于高矿化度油藏;耐温性强,随温度的增大变化不大,适用于油藏温度。     

Study on Biological Safety of Polyvinyl Alcohol/Collagen Hydrogel as a Tissue Substitute (II)

Physically crosslinked polyvinyl alcohol/collagen composite hydrogels were prepared by a cyclic freezing-drying technique. The biological properties of the hydrogels, including hemolysis, anaphylaxis, pyrogen and acute systemic toxicity tests and implantation in-vivo, were investigated. The hemolysis test suggested that the polyvinyl alcohol/collagen, with a hemolysis index of 1.19%, did not have an obvious hemolysis reaction. There was no toxicosis or death cases observed in the acute systemic toxicity test, and the hydrogel showed no anaphylaxis or pyrogen response. The composite hydrogel showed a good histological compatibility in the in-vivo study. The results indicated that the polyvinyl alcohol/collagen composite hydrogels have promising applications for pharmaceutical and biomedical fields.     

以锆盐为交联剂的耐盐型聚乙烯醇高吸水树脂的合成

以锆盐为交联剂的耐盐型聚乙烯醇高吸水树脂的合成刘德荣，颜杰，刘习奎，刘兴勇（四川轻化工学院化学工程系自贡６４３０３３）关键词聚乙烯醇锆盐络合树脂，耐盐型聚乙烯醇吸水树脂，磷酸化聚乙烯醇本研究采用两种方法在聚乙烯醇中引人磷酸根．（ｌ）聚乙烯醇和磷酸反应...     

聚乙烯醇-戊二醛水凝胶的脱水行为

本文对聚乙烯醇－戊二醛水凝胶的脱水行为进行了研究。脱水与凝胶的交联密度有关。突发脱水后的过程可以用一级反应动力学描述。考察了油田应用环境下影响脱水的诸因素。     

Synthesis of hemocompatible materials based on branched polyvinyl alcohol

The possibility of modification of polyvinyl alcohol with epichlorohydrin was examined with the aim of preparing hemocompatible materials exhibiting high mechanical density at limited swellability. The conditions of modification and preparation of branched polyvinyl alcohol and of hemocompatible hydrogel systems with improved operation properties were determined.     

Irradiation of Crosslinked, Poly(Vinyl Alcohol) Blended Hydrogel for Wound Dressing

In order to obtain a more ideal hydrogel wound dressing, crosslinked hydrogel films blended with polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl pyrrolidone, kappa-carrageenan (KC), and powder silk were prepared by electron beam, and their physiochemical properties were investigated as a combination of function factors. The experimental results showed that the gel fraction of the hydrogel films depended mainly on irradiation dose and the monomer concentration of the polymers, the properties of hydrogel could be greatly extended or improved by blending homopolymers. The rate of gel formation of the hydrogel was raised, and the water evaporation from hydrogel could be retarded after mixing with KC, while the tensile strength of hydrogel films were obviously increased after mixing with silk. Toxicity and healing effect of PVA/PVP/KC/silk blended hydrogel films as wound dressings were evaluated. The irradiated blended hydrogel showed satisfactory properties for wound dressing, the hydrogel did not induceany acute general toxic effects, and it is effective for fast healing of wound.     

高强度聚乙烯醇/聚苯胺/聚吡咯/TiO2导电杂化水凝胶的制备与性能

本文以聚乙烯醇(PVA)、苯胺(ANI)、吡咯(Py)及钛酸丁酯(TBOT)为原料,通过溶胶-凝胶法、原位氧化聚合法及冷冻-融溶法一步得到聚乙烯醇/聚苯胺/聚吡咯/TiO 2(PVA/PANI/PPy/TiO 2)杂化水凝胶。结果表明,该杂化水凝胶具有优异的力学性能和导电性能。当n(ANI)∶[KG-*3/5]n(Py)=8∶[KG-*3/5]2(TBOT体积为100μL)时,其压缩强度高达2.45 MPa。同时,在外加电源的作用下,该凝胶能够使灯泡发光。当n(ANI)∶[KG-*3/5]n(Py)=2∶[KG-*3/5]8(TBOT体积为150μL)时,杂化水凝胶的电导率(0.25 S/m)最好。该杂化水凝胶有望广泛地应用在柔性可穿戴电子器件、安全离子电池、传感器和生物器件等领域。     

A polyrotaxane gel using boronic acid-appended γ-cyclodextrin as a hybrid cross-linker

A boronic acid-appended γ-cyclodextrin (BA-CyD) was synthesized as a hybrid cross-linker of polyvinyl alcohol (PVA) to form a new type of hydrogel. The CyD moiety of BA-CyD forms an inclusion complex with the PVA chain to produce a mechanically interlocking structure. At the same time, the BA moiety of BA-CyD forms covalent bonds with the 1,3-diol moieties of PVA. On the basis of these two modes of interaction, the hybrid cross-linker connects two PVA chains, thus resulting in the formation of a hydrogel. To investigate the possibility of this hydrogel becoming the basis for an intelligent material for drug delivery, sugar-responsive drug release from the hydrogel was demonstrated.     

肝素钠/聚乙烯醇复合水凝胶的制备与性能

通过循环冷冻-解冻法,制成了肝素钠/聚乙烯醇(HS/PVA)复合水凝胶材料。 探讨了不同质量分数肝素钠对复合水凝胶材料的可见光透过率、含水率、亲水性、力学性能以及肝素钠释放量的影响。 结果表明,复合水凝胶的可见光透过率为92%以上,溶胀平衡的含水率为72%~78%,亲水性较纯PVA水凝胶有所提升,拉伸强度和断裂伸长率都稍有下降。 细胞粘附实验结果表明,适量的肝素钠的释放可以达到减少细胞粘附的效果。 这种HS/PVA复合水凝胶材料有望用作人工角膜中心区材料。     

Fabrication of polyvinyl alcohol/chitosan oligosaccharide hydrogel: physicochemical characterizations and in vitro drug release study

Abstract

Hydrogel composites from polyvinyl alcohol and chitosan have been developed by various researchers as a function of their composition for various medical applications. Although, the solubility of chitosan in acidic solvents may limit its wide bioengineering applications. In this article, we demonstrate that polyvinyl alcohol-chitosan oligosaccharide (water soluble) to develop cross-linked hydrogel network using chemical cross linker. X ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, and wettability study of these hydrogels were also performed. Lomefloxacin drug was loaded into the hydrogels and its release profile was studied.     

聚乙烯醇/丙烯酸共聚物水凝胶的制备及溶胀性

制备了具有pH敏感性的聚乙烯醇(PVA)/丙烯酸(AA)共聚物水凝胶,研究了PVA与AA之间配比、交联剂、引发剂用量对凝胶转化率的影响,对水凝胶的溶胀行为和pH敏感性也进行了详细研究.实验表明PVA与AA的质量比为(1∶9)~(3∶7)之间时,引发剂和交联剂分别为PVA和AA总量的0.2%和0.3%时,凝胶转化率高.随着水溶液pH值从3增加到9,凝胶的溶胀比也相应的增加,表现出明显的pH敏感性.