明胶-聚异丙基丙烯酰胺水凝胶的溶胀动力学

采用明胶（Gel)和N－异丙基丙烯酰胺（NIPAM）为原料，制备了Gel/聚异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）水凝胶系列；研究了原料配比、pH值及温度对水凝胶溶胀速度的影响。结果表明，当温度大于PNIPAM的最低临界溶液温度（LCST）值时，Gel/PNIPAM水凝胶的溶胀速度随着组分中PNIPAM的增加而降低，且溶胀过程以扩散渗透控制为主。而pH对水凝胶溶胀速度的影响与温度有关。Gel/PNIPAM配比为5／5，温度大于LCST时，水凝胶的pH敏感性受明胶控制；温度低于LCST时，pH对水凝胶的溶胀速度的影响很小。     

辐射合成水凝胶的结构与溶胀特性

辐射合成水凝胶的结构与溶胀特性赵新，崔建春，刘多明，李崔（中国科学院新疆物理研究所，乌鲁木齐，８３００１１）关键词水凝胶，结构，溶胀特性聚合物水凝胶作为一类吸水性功能材料，具有吸液量大，保水性强等特点，在轻化工，医药卫生和农林业部门中得到了广泛的应用...     

温敏性聚(N-异丙基丙烯酰胺)/聚氨酯-β-环糊精互穿网络水凝胶的溶胀特性

利用互穿网络（IPN）技术，以温敏性聚（N－异丙基丙烯酰胺）（PNIPAm)、聚氨酯（PUE）以及具有分子包合效应的β－环糊精（β－CD）为原料，采用分步法和同步法制备了新型互穿网络水凝胶。通过对水凝胶溶胀行为的考察，可知水凝胶具有同PNIPAm相似的在低临界溶解温度（LCST）处的相转变行为，且PUE／PNIPAm的组成比，线型PNIPAm分子量以及交联剂用量等因素对IPN水凝胶的溶胀特性与温敏特性有显著的影响。     

木质素-聚氨酯水凝胶的合成及其性能

异氰酸根封端的聚氨酯离子聚合物与乙酸木质素交联合成了一种水凝胶。研究了该水凝胶的吸水溶胀率、热稳定性能及以此凝胶包裹的硫酸铵的缓释性能。结果表明:当木质素与聚氨酯离子聚合物的质量比为0.35时,水凝胶在pH=6.86的缓冲溶液中的最大溶胀率为3.14;聚氨酯水凝胶中引入木质素,可以提高凝胶的热稳定性;木质素-聚氨酯水凝胶包裹的硫酸铵表现出明显的缓释特征。     

β-环糊精/环氧氯丙烷水凝胶中水的存在状态及其溶胀特性

研究了β-环糊精／环氧氯丙烷水凝胶的合成工艺条件,发现该水凝胶透明性好,其干胶具有溶胀速度快的且在－40－200℃范围内不存在玻璃化转变,用DSC对β-环糊精／环氧氯丙烷水凝胶的溶胀过程及水在聚合物网络中的存在状态进行了研究,结果表明,该聚合物在溶胀过程中水首先分布于β-环糊精的外围亲水空间依次形成非冻结结结合水,可阈结结合水及游离水、其后水分布于β-环糊精内腔空间,当达到溶胀平均后,β-环糊精的内外空间都分布有水。     

聚乙烯醇水凝胶溶胀特性研究

在前文对聚乙烯醇水溶液冰冻凝胶化浓度依赖性研究基础上，对接触浓度（Ｃ）以上聚乙烯醇水溶液通过冰冻－融化处理，制得了一种含水率高达９５～９８％的水凝胶．系统研究了该水凝胶在蒸馏水中的溶胀及溶解特性．得到了一个与实验结果相吻合的溶胀动力学方程：Ｑ１＝Ｑｅ－（Ｑｅ－ＱＯ）／ｅｋｔ，及平衡溶胀比Ｑｅ与浓度之间的定量关系：Ｑｅ＝６０．３－４．４５×１０２Ｃ．发现当冰冻－融化次数Ｎ≤５时，平衡溶胀比Ｑｅ及溶解量Ｗ与冰冻－融化次数（Ｎ）间满足幂函数关系：Ｑｅ。Ｗ通过对聚乙烯醇水凝胶平衡溶胀比与经冰冻处理的聚乙烯醇水溶液特性粘数进行比较，发现反映链间氢键凝聚缠结效应与反映链内氢键凝聚缠结效应的定量指标具有等效性．     

聚皂凝胶在溶液中的溶胀-消溶胀研究

聚皂是一类疏水改性的聚合物电解质,在其大分子结构中既带有亲水基团又带有疏水基团．通过一定程度的交联,可获得聚皂水凝胶．与近年来颇受关注的智能聚合物水凝胶一样,聚皂凝胶也表现出了相当的环境敏感特性．一般来说,聚合物水凝胶的ｐＨ敏感特性取决于分子链上所含...     

聚(N,N′-二乙基丙烯酰胺)水凝胶的制备及其溶胀动力学

以N,N′-二乙基丙烯酰胺(DEA)为单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,分别采用疏水性的1,2-二乙烯苯(DVB)和水溶性的N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂制备了温度敏感水凝胶聚(N,N′-二乙基丙烯酰胺)(PDEA).制得的PDEA水凝胶的低临界溶解温度(LCST)在30 ℃附近,初步讨论了交联剂的用量和性质对水凝胶性能的影响.并对其在不同温度下达到溶胀平衡时的溶胀比,去溶胀动力学及干凝胶的再溶胀动力学过程进行了研究.     

多孔聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶的制备与缓释性能

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和聚乙二醇(PEG)为原料,以60Co-γ射线为放射源制备了快速响应聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPA)多孔水凝胶。用红外光谱分析了水凝胶的结构,并测定了水凝胶的溶胀动力学、退溶胀动力学和平衡溶胀率。结果表明,PEG分子仅在聚合交联过程中充当成孔剂,不参与反应,反应后可被除去;水凝胶具有明显的温度敏感性,成孔剂的添加提高了水凝胶的溶胀性能和LCST。选用阿司匹林为模型药物,对水凝胶的药物缓释性能进行了初步研究。     

强韧抗溶胀水凝胶的简单构筑及性能

以聚乙烯醇(PVA)和壳聚糖(CS)为原料, 采用循环冻融法制备了前驱体水凝胶(PVA-CS), 并经过浸泡氯化钠溶液和透析后处理构筑了强韧抗溶胀复合水凝胶(PVA-CS-6.16-30). 采用扫描电子显微镜(SEM)、 傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、 X射线衍射分析仪(XRD)、 差示扫描量热分析仪(DSC)及流变仪表征了两种水凝胶的微观结构, 采用拉力机测试了其机械性能. 结果表明: 由于结晶微区、 氢键及链缠结等协同交联作用, PVA-CS-6.16-30具备高效能量耗散机制. 与前驱体PVA-CS相比, PVA-CS-6.16-30的交联密度由7.69×10^?4 mol/cm³增加至9.97×10^?4 mol/cm³, 自由水含量由62.8%降低至52.6%, 网络尺寸由6.11 nm降低至5.21 nm, 凝胶分数由58.6%增加至86.8%, PVA结晶度由14.8%增加至17.2%, 其抗拉强度、 断裂伸长率、 韧性及抗压强度分别为2.9 MPa, 229%, 3.3 MJ/m³和7.6 MPa. 此外, 该复合水凝胶还具有优异的耐溶胀与抗蠕变性能. 在37 ℃的PBS缓冲溶液中浸泡7 d后, 其抗拉和抗压强度分别高达2.8和7.5 MPa, 优于常见水凝胶. 商品化的原料、 简单的构筑方法及优异的综合性能有望推动水凝胶在组织工程和生物医疗领域的应用.     

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。     

pH敏感的聚(L-谷氨酸)-交联聚丙烯酸水凝胶的合成与性能研究

通过在聚L-谷氨酸侧链部分接枝甲基丙烯酸2-羟乙酯得到含有双键的聚(L-谷氨酸),将其与丙烯酸共聚得到由聚(L-谷氨酸)侧链接枝并交联聚丙烯酸的pH敏感水凝胶.研究水凝胶在不同pH的缓冲溶液中的溶胀性、溶胀动力学,并通过SEM观察水凝胶的微观结构.结果表明,水凝胶在低pH环境下的溶胀率明显低于高pH环境中的溶胀率,不同...     

壳聚糖水凝胶微球的制备与溶胀性能

采用三聚磷酸钠(TPP)和六偏磷酸钠(SHMP)为复合交联剂,制备了离子交联网络结构的壳聚糖水凝胶微球。分析讨论了交联剂质量配比、pH以及离子强度等对壳聚糖微球溶胀性能的影响。结果表明:使用复合交联剂制备的微球的溶胀度比单独使用TPP或SHMP的分别低62.4%和41.3%,交联效率得到明显提高;当m(TPP)∶m(SHMP)=3∶5,交联剂pH=5时,制备的微球交联程度最好,结构最密实;在pH=1.2的缓冲溶液中,溶胀度可达到357%,而且凝胶没有任何破碎。微球具有较好的离子强度和pH敏感性,在酸性介质中有较高的溶胀度。     

温度敏感性水凝胶的溶胀特性与其结构的关系

研究了N上有不同取代基的丙烯酰胺为单位的水凝胶和N-异丙基丙烯酰胺为主要单体分别与丙烯腈、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酰胺或甲基丙烯酸共聚水凝胶的溶胀特性,讨论了水凝胶的溶胶特性与其结构间的关系。     

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.     

聚（N，N＇-二乙基丙烯酰胺）水凝胶的制备及其溶胀动力学

以N,N’-二乙基丙烯酰胺（DEA）为单体,偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂,分别采用疏水性的1,2-二乙烯苯（DVB）和水溶性的N,N’-亚甲基双丙烯酰胺（BIS）为交联剂制备了温度敏感水凝胶聚（N,N’-二乙基丙烯酰胺）（PDEA）。制得的PDEA水凝胶的低临界溶解温度（LCST）在30℃附近,初步讨论了交联剂的用量和性质对水凝胶性能的影响。并对其在不同温度下达到溶胀平衡时的溶胀比,去溶胀动力学及干凝胶的再溶胀动力学过程进行了研究。     

疏水改性pH敏感水凝胶P(HEMA-NaAA-DiAC_(16))的制备及其溶胀性能

以二烯丙基胺和1-溴代十六烷为原料合成了疏水单体N,N-二烯丙基正十六烷胺(DiAC16),用FTIR、1H NMR和元素分析对其进行了表征。以2-羟基甲基丙烯酸乙酯(HEMA)、丙烯酸(AA)和N,N-二烯丙基正十六烷胺为共聚单体,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂,过硫酸铵-四甲基乙二胺(TMEDA)为引发体系,制得的疏水改性智能水凝胶P(HEMA-NaAA-DiAC16)具有pH敏感特性。研究了DiAC16、NaAA、BIS用量及pH值和离子强度等因素对水凝胶P(HEMA-NaAA-DiAC16)溶胀性能的影响。结果表明,凝胶在水中的平衡溶胀率(为78.9~163.91),随DiAC16、BIS用量的增加和NaAA用量的减少而减少,n值(一般在0.5~1.0之间)随DiAC16、NaAA和BIS用量的增加而增加,为非Fickian扩散。水凝胶的吸水溶胀是放热过程,ΔH m在-2.09~-3.64 kJ/mol,ΔH m的绝对值随DiAC16用量的减少、NaAA用量和BIS用量的增加而增大,聚合物与水的亲和力逐渐增强。随离子强度的增强,平衡溶胀率下降。     

水溶性导电高分子聚噻吩及其水凝胶的掺杂行为研究

用碘和高氯酸作掺杂剂对水溶性导电高分子聚（3-羧甲基噻吩）及其水凝胶的掺杂行为进行了系统研究。结果发现水溶胀聚（3-羧甲基噻吩）凝胶及其高分子很容易被高氯酸或碘的水溶液进行掺杂，且其掺杂能力强烈依赖于掺杂剂溶液浓度。对碘掺杂的高分子溶液，其掺杂过程不很稳定同时伴随着脱掺杂过程的发生，而对于聚噻吩凝胶，高氯酸极易使其掺杂，而且一旦掺杂则在掺杂状态下具有相对的稳定性。     

几类甲基丙烯酸pH—敏感水凝胶的溶胀行为研究

本文合成了以甲基丙烯酸为基础的各类ｐＨ敏感型水凝胶,并研究它们的溶胀行为。初步探索了水凝胶的组成与其ｐＨ敏感的关系,比较了阴离子型水凝胶、阳离子型水凝胶和两性水凝胶的溶胀热力学动力学行为,得出了两性水凝胶在整个ｐＨ范围内都有一定的溶胀比,且在ｐＨ中性时,其溶胀速率要高于相应的阴离子型和阳离子型水凝胶。     

γ-聚谷氨酸水凝胶的制备、性能及其应用

系统介绍了γ-聚谷氨酸水凝胶的制备方法及其生物可降解性、高吸水性及保湿性、pH敏感性、生物相容性和可修饰性等性能,同时综合介绍了其在组织工程、药物控释和创面修复等方面的应用,结合本研究组工作对其未来的发展进行了展望。