泡沫聚合法制备超大多孔水凝胶

采用泡沫体系分散聚合法,过硫酸铵(APS)及N,N,N′,N′-四甲基乙二胺(TMEDA)为氧化还原引发体系,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,碳酸钠为发泡剂,聚氧化乙烯-氧化丙稀(PF127)为泡沫稳定剂,用羧甲基纤维素钠(CMC)接枝丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)合成了CMC-g-(AA-co-AMPS)超大多孔水凝胶。通过FTIR、SEM表征,表明材料是具有超大多孔结构的CMC-g-(AA-co-AMPS)水凝胶。对各影响因素的研究表明,在m(CMC)∶m(AA)∶m(AMPS)为1∶4∶1,w(APS)为0.8%[其中m(APS)∶m(TMEDA)=2∶1],w(Na2CO3)=65%,w(PF127)=0.2%,温度为65℃时,制得的凝胶吸蒸馏水倍率可达1281g/g,吸0.9%盐水倍率达143g/g,10min时已基本达到溶胀平衡。     

无皂种子分散聚合法制备单分散双重响应性微凝胶

以N-异丙基丙烯酰胺及2-乙烯基吡啶为主要单体, 采用无皂种子分散聚合法制备了单分散的、具有温度及pH双重响应性能的核-壳结构微凝胶, 并以扫描电镜及动态激光光散射等手段对微凝胶粒子的结构和性能进行了研究. 溶胀行为研究表明, 微凝胶粒子具有独立的互不干扰的温度及pH敏感性能, 其体积相变温度与纯聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)凝胶基本一致, 说明局部分布的弱电离单体不会对PNIPAM凝胶的体积相变温度造成影响.     

超大孔P(AA-co-AM)/PVA水凝胶的制备及吸附性能研究

采用泡沫分散聚合法,以饱和Na2CO3水溶液为发泡剂,过硫酸铵(APS)及NaHSO3为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,聚(氧化乙烯/氧化丙烯)(PF127)为泡沫稳定剂,丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,聚乙烯醇(PVA)为第二网络,制备超大孔半互穿水凝胶P(AA-co-AM)/PVA,并研究其对阳离子兰染料的吸附性能。研究表明,P(AA-co-AM)/PVA具有相互贯穿的超大孔结构;当n(AM):n(AA)=1.5:1,w(PVA)=1.6%时凝胶的平衡溶胀度达186.56g/g;凝胶具有很好的离子响应性,在蒸馏水中的平衡溶胀度为129.16g/g时,在0.1mol/L NaCl溶液中只有31.07g/g;对阳离子兰染料溶液的脱色率达92.17%,吸附容量达17.16mg/g。     

分散聚合法制备聚丙烯酰胺水包水乳液

采用甲醇一水为分散介质,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,用分散聚合的方法制备了聚丙烯酰胺水包水乳液。研究了醇／水比、稳定剂的种类和用量对聚丙烯酰胺水包水乳液稳定性的影响及单体浓度、引发剂用量和聚合温度对分散聚合法制备聚丙烯酰胺反应速率及分子量的影响。     

磺化明胶水凝胶的制备及其电场响应性能

采用明胶为原料,以甲基丙烯酸缩水甘油酯和亚硫酸氢钠为改性剂,在明胶分子链上引入极性基团磺酸基,制得新型磺化明胶水凝胶。采用红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)对其组成和结构进行了表征。通过动态黏弹谱仪(DMA)测定水凝胶的储能模量,探讨不同外加电场作用下该水凝胶的电场响应性能。随着明胶水凝胶中S元素的原子百分比的增大,在外加电场下,胶体的电场响应能力增强。当外加电场为1.6kV/mm、明胶水凝胶中S的原子百分比为1.59%时,水凝胶对电场作用的响应最明显,储能模量的增加率为31.86%。     

磺化聚苯乙烯有序孔水凝胶的制备及其模板效应

有序大孔聚苯乙烯材料通过胶体晶模板技术合成, 再经过磺化处理制备得到有序大孔水凝胶体系. 研究了其化学组成和形态. 以溶胶/凝胶制备有序无机材料如二氧化钛对凝胶进行复型, 证明了有序大孔凝胶的形态特征, 同时显示了有序大孔水凝胶作为新型模板制备形态可控的介观尺度有序无机材料的潜力.     

一种快速响应电场敏感多孔水凝胶的合成及其性能研究

以4-乙酰基丙烯酰乙酸乙酯(AAEA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸(AMPS)为单体,不同分子量的聚乙二醇(PEG)为成孔剂,通过自由基溶液聚合法,合成了新型多孔快速响应电场敏感性水凝胶.结果表明,成孔剂PEG被洗脱后在凝胶内部形成了互相贯穿的孔洞结构,孔径在30～120μm之间.以PEG6000为成孔剂致孔后的多孔凝胶溶胀速率和消溶胀速率最快,在去离子水中30s达到溶胀平衡,在0.1mol/L的NaCl溶液中40min达到消溶胀平衡;电场作用下凝胶的消溶胀速度大大加快,12min内即可达到平衡.凝胶中AMPS含量的增多会加快凝胶在电场中的响应速度;而高温下,随着AAEA含量的增加,凝胶内部疏水基团增多并收缩产生大量的疏水微区,限制了凝胶内部水分的持续排出,因此n(AAEA)∶n(AMPS)=3∶1的凝胶4min内即可排出表面水分达到消溶胀平衡,可保水率却高达75%.同时,增大电解液的pH值、浓度以及提高电解电压,均会加快凝胶的消溶胀行为.     

智能型水凝胶

智能型水凝胶是一类具有广泛应用前景的功能高分子材料，但由于传统水凝胶存在一些缺点因而限制了其应用，因此近年来围绕提高传统水凝胶的性能做了大量研究工作。本文从四个主要方面综述了近年来智能型水凝胶改性的研究进展。     

含金刚烷基的N-异丙基丙烯酰胺共聚物水凝胶的制备和性能研究

合成了含金刚烷基的甲基丙烯酸金刚烷酯(AdMA)疏水单体,并通过与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)共聚,制备了温敏性的(P(NIPAM-co-AdMA))共聚物水凝胶.用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)表征了凝胶的化学结构,用环境扫描电镜(ESEM)对凝胶断层结构的形貌进行了观察,用DSC测试了凝胶的体积相转变温度(LCST),并研究了共聚水凝胶的溶胀性能.结果表明,共聚物水凝胶的LCST能够高效地通过改变疏水单体的含量来调节,在实验所考察的范围内,LCST随AdMA含量的增加而线性降低;疏水单体的含量对凝胶的孔洞结构和溶胀性能存在一最优值,在最优的单体配比下,水凝胶具有均匀规整的大孔结构和超快的响应速率.如疏水单体含量为3%(AdMA∶NIPAM=3%)的共聚物水凝胶具有如渔网般均匀的多孔结构,当发生去溶胀时,在5min内就可以失去92%的水,不到10min的时间就可以完全达到去溶胀平衡,水保留率在4%以下.     

分散聚合法制备PVP微球的研究

以N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为初始单体,乙酸乙酯为分散介质,采用分散聚合法制备了分散性能良好、粒径为3～4μm的聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)微球.考察了单体、分散剂及引发剂浓度对PVP微球的粒径、单体转化率及分子量的影响,并对PVP的结构和性能进行研究.结果表明,单体浓度增加,PVP微球粒径和分子量增大,单体转化率升高;分散剂浓度增加,PVP微球粒径变小,分子量增大,单体转化率升高;引发剂浓度增加,PVP微球粒径变大,分子量减小,单体转化率升高.与溶液聚合法相比,分散聚合法制备的PVP分子量较小且具有一定的结晶性.     

温敏性聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的合成与表征

以不同粒径的硅胶颗粒为致孔剂制备了多孔的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)水凝胶,用DSC对其相转变温度进行了表征,并测定了不同温度下达到溶胀平衡时水凝胶的溶胀率,研究了水凝胶的退胀机理及收缩凝胶的再溶胀机理。实验证明,多孔凝胶相对于无孔凝胶其溶胀性能有较大提高,孔结构的存在大幅度提高了水凝胶的响应速率,尤其是退胀速率。     

微凝胶增强两性复合水凝胶的制备与性能

将核壳微凝胶包埋在两性基质中,制备了复合水凝胶(CAH)。 研究发现,利用微凝胶与聚合物链之间的物理缠结作用,可以使复合凝胶具有致密的网络结构,力学性能显著提高;复合凝胶对pH和离子强度敏感,呈现出典型的两性聚电解质凝胶的溶胀行为。 同时微凝胶的存在和特殊的复合结构,可赋予CAH两性凝胶基质所不具有的响应性,并实现在高温下快速响应。     

Synthesis and Characterization of CPE-g-GMA Graft Copolymers Obtained by Suspension Copolymerization

Graft of glycidyl methacrylate (GMA) onto solid-state chlorinated polyethylene (CPE) has been performed by suspension copolymerization in a complex dispersion medium which was a compound with H₂O, ethyl acetate (EA) and tert-butyl alcohol (TBA). Benzoyl peroxide (BPO) was used as the free radical initiator. The graft level (graft degree and graft efficiency) was calculated gravimetrically, and the graft copolymer was characterized by infrared (IR) spectroscopy, thermogravimetric analysis (TGA) and contact angle study. The effects of reaction conditions on graft level, including chemical parameters (the concentration of monomer, initiator, and interfacial agent) and processing parameters (reaction time and temperature), have been investigated in detail. The experimental results showed that GMA could be grafted onto the chain of CPE with comparative higher graft degree, which could reach 37% with graft efficiency above 80%.     

Synthesis and Characterization of Phosphated Konjac Glucomannan Hydrogels

Konjac glucomannan （KGM） was crosslinked with sodium tripolyphosphate （STPP） to synthesize hydrogels. The crosslinking reaction was confirmed by FT-IR. The results of degradation test show that the hydrogels retain the enzymatic degradation character of KGM and can be degraded for 74.45% in 5 days by cellulase E0240.     

可注射型酶促高分子水凝胶的制备及表征

利用聚乙二醇（PEG,相对分子质量2 000）与对羟基苯丙酸（DAT）的酯化反应得到凝胶因子,在辣根过氧化物酶（HRP）和过氧化氢催化体系的作用下,制备了一种新型的能快速固化的可注射型水凝胶。研究了HRP、凝胶因子和过氧化氢浓度对凝胶时间的影响,结果表明,当凝胶因子浓度高、HRP浓度高、过氧化氢浓度较低时,凝胶时间较短,最短可在3 s内凝胶。采用红外光谱和核磁共振氢谱对凝胶因子的结构进行了表征,并提出了HRP/H2O2酶促催化下凝胶因子的自由基聚合机理。     

苯乙烯和叔丁氧羰氧苯乙烯的分散共聚合

苯乙烯和叔丁氧羰氧苯乙烯在有机溶剂中分散共聚得到１．３～６．６μｍ均一尺寸聚合物粒子。考察了溶剂的溶度参数、反应温度、单体比和分散剂对生成粒子的影响，溶剂和生成的共聚物粒子的极性（溶度参数）相差越大导致位于尺寸减小；反应温度较低时，得到的粒子尺寸亦较小。     

基于超支化聚合物两性水凝胶的制备及性能

通过N-丙烯酰-1,2-乙二胺盐酸盐(ADE)的Michael加成反应制备阳离子超支化低聚物聚N-丙烯酰-1,2-乙二胺盐酸盐(HADE),以HADE为大分子单体,以丙烯酰胺(AAm)和丙烯酸(AAc)为单体,在无需外加有机交联剂的条件下制备具有高机械强度的两性聚电解质水凝胶(HAH凝胶).结果表明,HAH凝胶可以被压缩超过99%的形变而不断裂,压缩强度高达61.2 MPa;HAH凝胶的断裂伸长率和断裂强度分别达到1700%和70.2 k Pa.由于HADE末端伯胺基与强氧化引发剂通过氧化还原反应生成胺自由基和自身结构中的双键同时参与聚合反应,因而为凝胶网络形成提供了必要的化学交联作用.同时HADE结构中胺基正电荷与AAc的羧基负电荷之间的离子交联也为凝胶网络提供了物理交联作用.2种交联作用的协同作用是HAH凝胶具有良好机械性能的根本原因.     

Synthesis,Characterization and Application of Cellulose Based Nano-Biocomposite Hydrogels

Nano-hydroxyapatite/cellulose-graft-polyacrylamide biocomposite hydrogels of different molar ratios were prepared to examine their potential application as a carrier for colon targeted drug delivery in vitro. The particle size of the synthesized nano-hydroxyapatite was found to be 122 nm. The swelling behavior of the composite hydrogels was observed in acidic and basic aqueous solution that simulated lower small intestine, colon and stomach fluids. The hydrogel could be applied in drug-delivery systems and acetylsalicylic acid was used as a model compound to test such a possibility. Finally, the synthesized biocomposite hydrogels with the 96.97% maximum encapsulation and 85.67% release efficiency in the basic medium were found to be a suitable candidate to carry and release of colon-targeted drugs.     

Synthesis and Characterization of Chitosan-Albumin Conjugates as pH-Sensitive Biodegradable Hydrogels

A new kind of biodegradable pH-sensitive drug delivery system was developed via chitosan-albumin conjugate hydrogel. Through changing the feeding modes of reactants, two types of hydrogels(comb-type and reticular-type) were synthesized by amidation reactions between 6-O-succinoylated N-phthaloyl chitosan and albumin. The structures and morphologies of the hydrogels were characterized by SEM. And their water swelling capacity, drug loading and releasing properties at different pH values were also investigate...