聚电解质基的韧性双网络水凝胶纤维

在聚电解质网络中引入氢键作用或共价键作用,分别形成物理-物理交联双网络和物理-化学交联双网络水凝胶纤维,纤维表面经水分蒸发形成类蜘蛛丝样的核-壳纤维结构。这种聚电解质基的水凝胶纤维展现了114.5MPa的高断裂强度、41.73MJ/m~3的高韧性、90%的高阻尼以及湿度响应的超收缩行为。     

双载药丝蛋白水凝胶的构筑及其释药性能研究

可注射水凝胶因其可以长时间在肿瘤病灶部位缓慢释放药物及避免外科手术风险等而备受关注.本工作将载有盐酸阿霉素(DOX)的介孔硅分子筛SBA-15/DOX与混有血管阻断剂康普瑞汀磷酸二钠盐(CA4P)的再生丝蛋白(RSF)水溶液均匀混合后,根据丝蛋白能在多种促进条件下易形成β-折叠构象并成为物理交联点/区域的特性,通过超声...     

医用高分子水凝胶的设计与合成

作为一类重要的医用功能材料,高分子水凝胶可望在药物控释、软骨支架构建、活性细胞封装等方面获得广泛应用。综述了基于化学交联和物理交联的有关水凝胶的设计与合成方法,重点介绍了通过自由基共聚反应、结构互补基团间化学反应形成的化学交联水凝胶以及通过荷电相反离子问相互作用、两亲性嵌段或接枝共聚物疏水缔合、结晶与氢键相互作用形成的物理交联水凝胶。     

温度敏感聚(N-异丙基丙烯酰胺)/聚(乙烯醇)水凝胶的制备及性能研究

聚 (N -异丙基丙烯酰胺 ) (PNIPA)水凝胶具有温度敏感性 ,其在 33℃左右有一个相转变温度或较低临界溶解温度 (L CST) [1,2 ] .当外界温度低于 LCST时 ,PNIPA水凝胶吸水溶胀 ;而当外界温度高于L CST时 ,PNIPA水凝胶剧烈收缩失水 ,发生相分离 .这种相分离特性应用于药物的控制释放 [3] .固定化酶[4 ] 和循环吸收剂 [5] 等领域 .然而 ,通常的 PNIPA水凝胶是通过化学键交联而成的三维网络聚合物 ,很难发生解体或进行生物降解 ,其在某些特定场合 (如药物的体内释放等 )受到一定限制 .聚乙烯醇 (PVA)的亲水性和生物相容性较好 ,是…     

丝素蛋白-聚氨酯水凝胶的制备和性能

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚乙二醇（PEG）、聚氧化丙烯二醇（PPG）等为主要原料,合成了一系列—NCO封端的水性聚氨酯（PU）预聚体,与自制的丝素蛋白（SF）水溶液混合进行交联反应,制备出丝素蛋白-聚氨酯（SF-PU）水凝胶。研究了SF-PU水凝胶的合成工艺,对SF-PU水凝胶进行了红外和电镜表征及性能测试,...     

无机填料在改性两亲性水凝胶防污材料中的应用研究

水凝胶防污材料因其环保特性成为当前海洋防污领域的研究热点,然而其黏附及力学性能的不足仍是限制其实际应用的技术关键。本研究在油性结构单元增加黏附的两亲性水凝胶的基础上,通过物理共混引入Al₂O₃、 TiO₂、蒙脱土和高岭土赋予两亲性水凝胶涂层更多的黏附机制并考察它们对水凝胶涂层其它性能的影响。研究发现,随着无机填料的引入和含量的增加,水凝胶涂层的黏附性能大幅增加,静态泡板和动态划水的不脱落时间分别提高6倍和2.5倍。其中,TiO₂和高岭土能使水凝胶涂层的应力明显增强。虽然,无机填料的加入使两亲性水凝胶涂层抑制牛血清蛋白及小新月菱形藻吸附的能力下降,但在实海挂板实验中依然表现出相当的防污能力,且具有一定的实际应用价值。本研究为探讨无机填料对水凝胶涂层性能的影响提供了一些参考,并对提高两亲性水凝胶涂层黏附及力学性能提供了一种策略。     

高强度聚乙烯醇水凝胶微球的制备

以三氯甲烷/丙酮为凝固液, 用高压静电技术制备了高强度、物理交联的聚乙烯醇(PVA)水凝胶微球. 研究了凝固液组成、PVA溶液浓度、温度和湿度、电场强度、进样速度及微球冷冻次数等对PVA微球的形貌、粒径和强度的影响. 结果表明, 采用常压水蒸气控制PVA溶液温度与湿度的高压静电技术, 可克服高浓度PVA溶液在强电场下出现微丝现象, 形成的水凝胶微球具有强度高、粒径在一定范围内可控的特点.     

聚乙烯醇/聚吡咯复合导电水凝胶应变传感器的制备及性能

以聚乙烯醇(PVA)为原料, 植酸(PA)和氨基-聚倍半硅氧烷(NH₂-POSS, NP)为交联剂, 通过冻融循环法制得PVA/PA/NP复合水凝胶, 再以其为模板, 通过吡咯的原位聚合制得PVA/PA/NP-PPy复合导电水凝胶, 克服了聚吡咯材料易脆、 疏水的特性, 进一步改善了水凝胶的导电性和灵敏性. 循环拉伸实验结果表明该水凝胶具有良好的自回复能力, 电导率高达7.53 S/m, 从I-V曲线可知其作为柔性可穿戴应变传感器的最高检测电流可达 9.029 mA, 灵敏度因子可达6.796, I-T曲线表明该传感器可以准确地通过电流信号变化来监测人体的各种微小运动.     

银离子对结冷胶/聚丙烯酰胺双网络水凝胶的增强作用

首先,以结冷胶(GG)为基体,丙烯酰胺(AAm)为单体,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,通过"一锅法"制备GG/PAAm双网络水凝胶(GG/PAAm DN);然后将GG/PAAm DN浸泡在硝酸银溶液中制得Ag~+增强的GG/PAAm DN(GG-Ag~+/PAAm DN)。通过扫描电子显微镜、流变仪、原子吸收光谱仪、力学性能测试等手段研究了AAm、MBA用量及Ag~+对水凝胶流变性能、微观形貌、力学性能的影响。结果表明:与GG/PAAm DN相比,GG-Ag~+/PAAm DN的储能模量升高,力学性能明显增强,压缩强度由4.88 MPa增大到11.8 MPa,,断裂伸长率由236%增大到320%,断裂强度由0.1MPa提高到0.26MPa。抗菌实验表明GG-Ag~+/PAAm DN具有良好的抗菌性能。     

金纳米棒基智能复合纳米水凝胶的研究进展

金纳米棒(AuNRs)基智能复合纳米水凝胶是一类结合了AuNRs和智能纳米水凝胶两者独特性能的智能纳米材料,其最大特点是可通过外界刺激来调节AuNRs的多种性能,或通过测定其性能变化来感知外界刺激。本文首先介绍了目前文献报道的核壳结构型、无规充填型、草莓型三种形态结构的AuNRs基智能复合纳米水凝胶的特点及其合成方法。然后,总结了金纳米棒基智能复合纳米水凝胶的性能与应用研究进展。最后,对其未来的研究方向和发展前景作出了展望。     

聚丙烯酰胺/玄武岩纤维复合水凝胶的制备及性能

近年来,玄武岩纤维因其高强度、耐高温、优良的耐候性以及良好配伍性等优势,近年来被尝试用于改性PAM水凝胶体系以提升其力学性能。然而,现有改性方法易于受到外界长时间作用力的破坏,从而严重影响水凝胶功能的发挥。为解决这一问题,通过γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(TMSPMA)与玄武岩纤维(BF)反应,制备含双键修饰的BF(BF-TMSPMA)。将丙烯酰胺(AM)与BF-TMSPMA混合后进行反应,制备BF改性的聚丙烯酰胺复合水凝胶(PAM/BF-TMSPMA)。BF-TMSPMA改性后,复合水凝胶的力学性能得到明显提高。当BF-TMSPMA浓度为1mg·mL^-1时,复合水凝胶拉伸强度为40.1±5.4 kPa,为PAM水凝胶的12.8倍;复合水凝胶断裂伸长率为2700.2%±25.8%,为PAM水凝胶的5.4倍;复合水凝胶杨氏模量为45.8±3.4 kPa,为PAM水凝胶的12.7倍;复合水凝胶韧性为450.4±14.8 kJ·m^-3,为PAM水凝胶的30.6倍。复合水凝胶也具有良好的自修复性能,切断的水凝胶自修复后断裂伸长率达2217.2%...     

利用聚乙烯醇结晶辅助制备多重交联的高强度聚丙烯酰胺水凝胶

在表面带有C=C双键的乙烯基杂化二氧化硅纳米颗粒(vinyl hybrid silica nanoparticle,VSNP)上接枝丙烯酰胺(AM),所得到的纳米刷状凝胶因子通过聚丙烯酰胺(PAM)间的氢键形成物理交联点,则多官能化的VSNP可作为拟共价交联点构筑双重交联的单一网络纳米复合物理水凝胶(nanocomposite physical hydrogel,NCP gel),表现出较高的强度和超拉伸性.为了进一步提高凝胶的强度和韧性,将少量PVA和PAM/VSNP纳米刷混合制成凝胶,通过冷冻-融化处理,使与PAM分子链相互缠绕并形成氢键作用的PVA结晶,形成新的交联点进一步交联PAM NCP gel,得到多交联的PAM NCP gel体系.通过拉曼光谱和示差扫描量热分析,证明凝胶中的PVA通过氢键既可以与PAM相互作用,又形成微晶为新交联点,大大增强了NCP gel的力学性能,与PAM NCP gel相比,凝胶的拉伸强度和断裂能分别从313 k Pa和1.41×104 J/m~2提高到了557k Pa和4.65×104 J/m~2.     

化学法制备高分子水凝胶的研究进展

综述了近年来采用化学法制备高分子水凝胶的研究工作进展。     

非共价键交联海藻酸钠水凝胶的制备与性能

天然多糖海藻酸钠制备的水凝胶具有优越的生物相容性和生物组织相似性,作为生物医用材料在药物控制释放、组织工程支架、抗菌材料及创伤敷料等领域发挥着越来越大的作用。本文在介绍海藻酸钠物化性质的基础上,重点综述了非共价键交联(静电作用、氢键、范德华力、亲疏水作用等)海藻酸钠水凝胶的制备方法以及性能表征方法,最后讨论了制备方法及性能表征研究中的一些需要解决的问题。     

交联聚乙烯醇水凝胶对胆红素的吸附性能研究

本文采用反相聚合的方法以戊二醛为交联剂合成了珠状交联聚乙烯醇凝胶，并研究了它对胆红素的吸附性能。结果表明交联聚乙烯醇对胆红素的体外吸附率受到吸附剂的交联度、颗粒直径、溶液中白蛋白的浓度、吸附温度及离子强度的影响。该类吸附剂对胆红素具有良好的吸附动力学性能。     

贻贝黏附蛋白启发的甲壳素纳米晶须增强湿态黏附水凝胶的研究

报道了一种力学性能优良,湿态生物组织黏附能高的黏附水凝胶.该凝胶由丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯和3-三烯十五烷基-1,2-邻苯二酚共聚,与壳聚糖复合、并由甲壳素纳米晶须增强而成.该凝胶网络含有可逆和不可逆交联作用.其中可逆物理作用包括阴阳离子聚电解质静电吸引、烷基链疏水缔合、苯环π-π堆积、阳离子-π、氢键和拓扑纠缠.由这些物理键形成的次级网络的可逆形成/破坏为水凝胶形变提供了能量耗散,从而提升了其断裂韧性.另一方面,水凝胶的快速吸水能力破坏了湿润基体表面的水合层,使凝胶表面基团能与组织表面形成物理键和化学键的界面相互作用,从而共同促进水凝胶与湿态组织的强韧黏附.水凝胶的断裂强度可达276.4 kPa,对湿润猪皮的界面黏附韧性可达831 J/m²,在水下对猪皮的界面黏附韧性约达236 J/m²,猪皮和猪肝伤口闭合强度分别可达26.2和16.5 kPa.该黏附凝胶适合作为免缝合的伤口闭合黏胶材料.     

基于壳聚糖/聚丙烯酸/纳米银的高强抗菌水凝胶

首先以丙烯酸(AA)和壳聚糖(CS)为单体、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,通过光聚合法制备了CS/PAA双网络水凝胶,然后将Ag~+以硝酸银的形式分散在水凝胶中并通过紫外光辐照获得CS/PAA/纳米银复合水凝胶,并对复合水凝胶的抗菌性能进行研究。采用红外光谱对其结构进行表征,研究单体含量对水凝胶力学性能以及溶胀行为的影响。结果表明,当丙烯酸质量分数为20%,壳聚糖质量分数为5%的情况下,水凝胶的拉伸性能最优。此外,纳米银的引入有效提高了水凝胶的抗菌性能。     

聚甲基丙烯酸纳米水凝胶的水相合成及其磁性功能化

利用十二烷基硫酸钠/吐温20复配表面活性剂和原位生成的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)种子乳胶,发展了一种可在全水相中"绿色"合成较高浓度的聚甲基丙烯酸(PMAA)纳米水凝胶的新方法.以PMAA纳米水凝胶为前驱体,采用原位氧化沉淀法制备了磁性PMAA纳米微球.利用动态光散射法、FTIR分析、TEM观察、振动样品磁强计测试(VSM)、热重分析(TG)等对纳米水凝胶和磁性微球进行了表征,并探讨了PMAA纳米水凝胶的形成机理.结果表明,吐温20与MAA和PMAA间的氢键作用,促成了交联PMAA/吐温20复合物层在PMMA种子乳胶表面的选择性生长,导致生成了具有核壳结构的PMAA纳米水凝胶.PMAA纳米水凝胶表现出良好的p H响应性,当介质的p H值由1增加至6时,其流体力学体积扩张了近50倍.磁性PMAA纳米微球具有超顺磁性,其饱和磁化强度高达50 A·m~2/kg.     

纳米水凝胶合成方法的研究进展

粒径在1～1000nm范围内的纳米水凝胶可用于药物输送、医学诊断、生物传感器和生物物质分离等领域,近年来受到国内外普遍关注。本文从合成纳米水凝胶的原料入手,分别从单体与交联剂聚合和聚合物后交联两个方面综述了纳米水凝胶合成方法的研究进展。通过单体与交联剂聚合合成纳米水凝胶的方法主要有三种:沉淀聚合法、反相乳液聚合法和微模板聚合法。采用聚合物后交联合成纳米水凝胶的方法主要有四种:沉淀/交联法、乳化/交联法、自组装/交联法和微模板成型/交联法。另外,对这些合成方法的优缺点进行了评述,并对生物医用纳米水凝胶合成方法的研究方向提出了一些粗浅的看法。     

聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合水凝胶的制备及其性能研究

本文以聚乙烯醇(PVA)、纳米羟基磷灰石(n-HA)和丝素蛋白(SF)为原料,采用物理共混法、反复冷冻解冻法和NaCl粒子制孔法制得了具有三维结构的PVA/n-HA/SF多孔复合水凝胶,以作为人工角膜支架材料。测试了这种多孔复合材料的含水率、拉伸强度和断裂伸长率,并对其进行了红外谱图、X射线衍射光谱、热重及电子扫描显微镜分析。结果表明,丝素蛋白的添加量增加时,多孔复合水凝胶的含水率相应提高,含水率稳定在75～82%之间;其拉伸强度在0.43～1.00MPa之间,断裂伸长率在183.76～237.53%之间,可以达到人体正常状态下眼压要求,其中复合水凝胶的最佳配比为:PVA:SF:n-HA=10:5:1。;IR和XRD分析表明复合水凝胶在物理交联过程中,各种成分均匀复合,无化学键变化;扫描电镜显示该水凝胶材料具有均匀的三维多孔结构。