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

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聚(N-异丙基丙烯酰胺)／黏土纳米复合水凝胶的制备及溶胀行为研究

关键词：纳米复合水凝胶；Ｎ一聚（异丙基丙烯酰胺）无机黏土；；消溶胀行为中图分类号：０６１３文献标志码：Ａ
ＳｔｄｎｔｅＰｒａａｉｎａｄＳｗｅｌｎｈｖｉｓｏｕｙｏｈｅｐｒｔｏｎｇＢｅａｏｒｆｌｉ
摘要：以无机黏土作为交联剂制备了新型聚（异丙基丙烯酰胺）黏土纳米复合水凝胶（ＮＰ／Ｉ）对其结Ｎ一／Ｐ１Ａｃａ，ｙ
构、度敏感性和消溶胀行为等进行了究．温研透射电子显微镜（Ｅ）扫描电镜（Ｅ表明，机黏土被剥离成纳米ＴＭ和ＳＭ）无尺寸的片层，匀分散在凝胶网络中，交联荆的作用．ＮＰ／ｌ均起ＰＩＡＣａ米复合水凝胶表现出良好的温敏特性，体积ｙ纳在
ｓｎｉｉｉｅｓｔｔａｄａｂｕｔｄｃｅｓｆｓｌｎｒｔａｅｏｓｒｅｒｕｄＶｏｕｅＰｈｓａｓｉｎｖｙ。ｎｎａｒｐｅｒａｅＯｗｅｌｇａｉｃｎｂｂｅｖｄａｏｎｌｍａｅＴｒｎｔｉｏｏ
维普资讯
第３３第６｛｝Ｊ
２０年１１０７２Ｊ］
东华大学学报（自然科学版）
Ｖ０．３．Ｎｏ６１３．
Ｄｅ．２０ｃ０７
Ｊ）ＮＡＩ（ＦＩ）（ＵＲ））ＮＧＨＵＡＵＮ１Ｒ１、ＮＡ－（ＶＥＳ３Ｙ（ｒＵＲＡＩＣＩＮＣ）ＳＥＥ
ｐｅａｅｓｎｎｒａｉｃａｓａｃｏｓｉｋｒＴｈｒｈｌｇ，ｔｍｐｒｔｒｅｐｎｉｅｂｈｖｏｓａｄｒｐｒｄｕｉｇｉｏｇｎｃｌｙａｒｓｌｅ．ｎｅｍｏｐｏｏｙｅｅａｕｅｒｓｏｓｖｅａｉｒｎ

明胶-异丙基丙烯酰胺水凝胶的溶胀性

明胶-异丙基丙烯酰胺水凝胶的溶胀性吉静,黄明智(北京化工大学材料科学与工程学院,北京100029)高分子凝胶是由具有网状结构的聚合物和溶剂组成的。

交联高聚物的溶胀过程实际上是两种相反趋势的平衡过程,溶剂试图渗透到网络内部,使体积溶胀导致三维分子网络的伸展,交联点之间的分子链的伸展降低了它的构象熵值,分子网络的弹性收缩力,力图使网络收缩。

当两种相反的倾向互相抵消时,达到溶胀平衡。

高分子凝胶的溶胀特性与溶质和溶剂的性质、温度及网络交联结构有关。

它们的定量关系可用Ｆｌｏｒｙ-Ｈｕｇｇｉｎｓ渗透压说明。

带电的ＰＮＩＰＡＭ微凝胶因其在ＬＣＳＴ上下分散状态的不同,可用于石油储罐中的原油回收[1]。

将ＰＮＩＰＡＭ与明胶(ｇｅｌｔｉｎ)结合制成的水凝胶不仅具有温度敏感性,明胶的两性带电,使其更具有ｐＨ敏感性[2],有望应用在更复杂的环境中。

水凝胶的一个重要性质是平衡溶胀度,如分散状态、可控的释药方式可以通过水凝胶的溶胀度控制。

因此,可借助高分子网络凝胶结构、形态的微观控制,来影响其宏观的溶胀度。

由于水凝胶在生物医药、分离工程、石油化工等多项领域的应用[6～8],与其溶胀度的大小、变化有密切的关系,而影响水凝胶溶胀度的因素是多方面的,了解这些因素对水凝胶溶胀度的影响,可为更好地应用水凝胶提供理论指导。

尽管有关ＰＮＩＰＡＭ的研究很多[3～5],但还未见这一领域结合天然高分子明胶的研究。

因此,本实验的主要目的是研究影响明胶-ＰＮＩＰＡＭ水凝胶平衡溶胀度的因素。

1实验部分1 .1材料Ｎ-异丙基丙烯酰胺(ＮＩＰＡＭ),化学纯;明胶,Ｋ-911216,开平明胶厂;过硫酸铵(ＡＰＳ),ＡＲ级,北京化学试剂三厂;Ｎ,Ｎ,Ｎ,Ｎ-四甲基乙二胺(ＴＥＭＥＤ),ＣＰ级,北京化学试剂三厂;Ｎ,Ｎ-亚甲基双丙烯酰胺(ＢＩＳ),ＡＲ级,北京化学试剂公司;戊二醛溶液(ＧＬＡ,质量分数25%),ＣＰ级,北京华博源科技开发中心。

1.2水凝胶的制备将明胶、Ｎ-异丙基丙烯酰胺、ＴＥＭＥＤ、ＢＩＳ溶解于去离子水中,待完全溶解后,加入ＡＰＳ,同时通入氮气;再加入ＧＬＡ,或ＢＩＳ,或ＢＩＳ和ＧＬＡ,并快速搅拌均匀,室温下静置2ｈ,分别制成ｇｅｌｔｉｎｘ-ＰＮＩＰＡＭ,ｇｅｌｔｉｎ-ＰＮＩＰＡＭｘ,ｇｅｌｔｉｎｘ-ＰＮＩＰＡＭｘ3种交联结构的水凝胶。

N_异丙基丙烯酰胺共聚物的温度敏感性研究

第19卷第3期2001年9月胶体与聚合物Ch inese Jou rnal of Co llo id&po lym erV o l.19　N o.3Sep.2001N-异丙基丙烯酰胺共聚物的温度敏感性研究Ξ陈　瑜　陈明清ΞΞ　刘晓亚　杨　成(江南大学化学与材料工程学院,无锡,214036)摘　要　通过自由基聚合合成了N-异丙基丙烯酰胺和甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸的共聚物。

研究了甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的加入对聚N-异丙烯酰胺温度敏感性的影响,并考察了溶液中盐浓度和pH对共聚物温度敏感性的影响。

关键词　聚N-异丙基丙烯酰胺;温度敏感性;pH敏感性聚N-异丙基丙烯酰胺(PN IPAAm)是一种具有温度敏感性的聚合物,当温度加热至其水溶液的低临界溶解温度(L CST)之上时,PN IPAAm会与水发生相分离,导致其水溶液混浊[1]。

这种温敏性聚合物已被用来制成凝胶[2]、微球[3]等,并广泛地应用于药物输送、生物活性分子分离[4]、催化[5]等领域。

用N IPAAm和其它单体共聚合成功能性高分子材料在化学、材料、生物技术等研究领域有着广阔的应用前景。

本文用N IPAAm与甲基丙烯酸甲酯(MM A)及甲基丙烯酸(M AA)进行自由基共聚合成温敏性共聚物,研究其水溶液的相分离温度,并考察了添加盐和改变pH值对其影响。

1　实验部分1.1　试剂及仪器11111　试剂　甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸(化学纯,中国医药上海化学试剂公司生产)经减压蒸馏提纯。

N-异丙基丙烯酰胺(日本兴人株式会社生产)经正已烷重结晶提纯。

偶氮二异丁腈(A I BN,日本和光株式会社生产)经乙醇重结晶提纯。

其它试剂和药品均为分析纯。

11112　仪器　U V-100紫外-可见分光光度计(北京瑞利分析仪器公司),PH S-3C酸度计(上海雷磁仪器厂),A gilen t1100凝胶色谱(A gilen t T echno logies Co,L td)。

N-异丙基丙烯酰胺类环境敏感性水凝胶的聚合及应用研究进展

王晓科，杨波，赵榆林，家远王
（昆明理工大学，云南昆明６０２５２４）
摘
要：Ｎ一异丙基丙烯酰胺（Ｉ）ＮＰ类水凝胶是典型的温敏性凝胶，Ａ重点介绍了ＮＰＩＡ的均聚反应及其与天
然高分子的复合，并对其在药物释放、物质分离及生物医用材料体系中的研究进展进行了总结。
ＨｙｏｇｉｓｄｏＮ — ｉｏｐｏｙａｒｌｍｉｅｄｒｅｓＢａｅｎ－ｓｒｐｌｃｙａｄ
ＷａｇＸｉｏｅ，ｎＺｈｏＹｕｉＷａｉｙａｎａｋＹａｇｂｏ，ａｌｎ，ｎｇＪａｕｎ
（ｕｍｉｇＵｉｒｔｏｃｎｅａｄＴｃｎｌｇ，Ｋｎｉｇ６０２，ＣｉａＫｎｎｎｖｓｙｆｉｃｎｅｈｏｙｕｍｎ５２４ｈｎ）ｅｉＳｅｏ
分而又不溶解于水的亲水性交联聚合物。通过共价键、氢键或范德华力等作用相互交联构成三维网状结构 ¨ ，有良好的生物相容性，数水凝Ｊ具多
性水凝胶的理论及应用研究都取得了很大进展。Ｎ一丙基丙烯酰胺（ＩＡ）环境敏感性水凝胶异ＮＰ类因其低临界溶液温度接近人体生理温度（７Ｃ）３ｑ成
为最值得研究和开发的一类水凝胶。本文主要对
ＮＰＩＡ类环境敏感性水凝胶的聚合反应及其在药
胶网络中可容纳本身重量的数倍至数百倍的水，
是一种集吸水、水、释于一体并且发展迅速的保缓高分子材料Ｊ。根据水凝胶对外界环境刺激的响

快速响应的温敏性聚_N_异丙基丙烯酰胺_水凝胶的合成及表征

第23卷第6期应用化学Vol.23No.62006年6月 CH I N ESE JOURNAL OF APP L I E D CHE M I ST RY Jun.2006研究论文快速响应的温敏性聚(N2异丙基丙烯酰胺)水凝胶的合成及表征秦爱香a,b　吕满庚a3　刘群峰a,b　张　平a,b(a中国科学院广州化学研究所　广州510650;b中国科学院研究生院　北京)摘　要　以羟丙基甲基纤维素的水溶液为反应介质制备了快速响应的温敏性聚(N2异丙基丙烯酰胺)(P N I P A)水凝胶。

利用DS C对其相转变温度进行了表征,利用SE M观察其表面形态,并测定了不同温度下达到平衡时水凝胶的溶胀比,研究了水凝胶的去溶胀动力学。

实验证明,与传统水凝胶相比,该水凝胶的溶胀性能有所提高,并且具有更快的响应速率。

例如:该水凝胶在1m in内失去89%的水,在4m in内失去大约93%的水,而传统水凝胶在15m in内仅失去66%。

关键词　N2异丙基丙烯酰胺,水凝胶,温敏性,快速响应中图分类号:O631 文献标识码:A 文章编号:100020518(2006)0620581205聚(N2异丙基丙烯酰胺)(P N I P A)是一种典型的温度敏感聚合物,在33℃左右水溶液中有一个较低临界溶液温度(LCST)[1]。

当温度低于其LCST时,P N I P A水凝胶在水中高度溶胀,而当温度高于LCST时,P N I P A水凝胶剧烈收缩失水,发生相分离。

P N I P A的这种特殊的溶胀性能已被应用于药物的控制释放、酶的固定化等领域[2]。

由于传统方法合成的P N I P A水凝胶响应速率较慢,考虑到某些特殊的应用,如人工肌肉、开关阀等,因此提高水凝胶响应速率的研究具有重要意义。

Gehrke等[3]和Hoff man 等[4]采用相分离技术合成具有非均相结构的快速响应P N I P A水凝胶。

Okano等[5,6]通过接枝聚合在凝胶基体中引入接枝链从而制备了快速收缩的P N I P A水凝胶。

聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的制备及其溶胀动力学研究

感水凝胶是指对于环境微小的物理化学刺激（诸ＰＡＭ类水凝胶的合成与表征以及溶胀动力学过程的讨论比较多，但是以Ｎ一异丙基丙烯酰胺（ＩＮ— （ＶＢ）和水溶性的ＮＮ，Ｄ，一亚甲基双丙烯酰胺
或物理交联的存在，导致水凝胶不溶于水。环境敏ＰＡ为单体，ＡＭ）分别采用疏水性的１一二乙烯苯，２如温度、电场、场、、Ｈ值、磁光ｐ离子强度、压力
诊断，分子分离体系，人造肌肉，传感器和化学转换
收稿日期：０８０ — ７２０－１１
１．水凝胶的制备将ＮＰＡ溶于ＴＦ中，．１２ＩＡＭＨ加
基金项目：省自安徽然科学基金（７４４９）安徽省高等学校青年基金（０７１９；００１１１；２０ｊ０）安徽师范大学青年基金（０６ｑ７）ｑ５２０ｘｎ０。作者简介：陶贵德（９Ｏ）男，１７一，江苏海安人，安徽师范大学化学与材料科学学院实验师，主要从事有机化学实验教学和研究工作。
化，溶胀比的变化往往可达几倍到几十倍。凝胶状
态能发生可逆变化的溶胀温度称为该水凝胶的低临界溶解温度（ＣＴ）。这种温度敏感性水凝胶ＬＳ嗍的响应速率是评价其性能的重要参数之一。为了更
好地利用水凝胶的这种独特的性能，考虑到某些特殊应用，要求水凝胶具有快速的响应速率。
时水凝胶的溶胀比，对水凝胶的去溶胀动力学及干凝胶的再溶胀动力学过程进行了研究，初步讨论了

温度及pH敏感聚_丙烯酸_聚_N_异丙基丙_省略_酰胺_互穿聚合物网络水凝胶的合

*1996 11 25收稿,1997 01 25修稿;国家自然科学基金重大项目研究课题温度及pH 敏感聚(丙烯酸)/聚(N 异丙基丙烯酰胺)互穿聚合物网络水凝胶的合成及性能研究*卓仁禧张先正(武汉大学化学系武汉 430072)摘要合成聚(丙烯酸)/聚(N 异丙基丙烯酰胺)互穿聚合物网络(PAA c/PN IPA IPN )水凝胶,具有温度及pH 双重敏感特性.这种水凝胶在弱碱性条件下的溶胀率远大于酸性条件下的溶胀率.在酸性条件下,随着温度上升,凝胶的溶胀率也随之逐渐上升;而在弱碱性条件下,温度低于聚(N 异丙基丙烯酰胺)(PN IPA)的较低临界溶解温度(L CST )时,溶胀率也随着温度的上升而上升,当温度达到L CST 时,凝胶的溶胀率突然急剧下降,并随着温度的逐渐上升而下降.关键词丙烯酸,N 异丙基丙烯酰胺,互穿聚合物网络,水凝胶1984年,T anaka 等[1]报道聚(N 异丙基丙烯酰胺)(PN IPA)水凝胶具有温度敏感特性,引起人们极大的兴趣.随后,关于水凝胶的报道越来越多.迄今为止,研究最多的为温度或pH 敏感水凝胶.金曼蓉等[2]研制成功5种聚N 烷基丙烯酰胺类温度敏感水凝胶,陆大年等[3]较系统地探讨了丙烯酸水凝胶的pH 敏感特性,Hoffman 等[4]通过接枝共聚得到同时具有温度和pH 双重敏感特性的水凝胶.水凝胶的这种环境敏感特性已被广泛应用于许多领域.作者[5]曾报道将水凝胶的温度敏感特性引用于固定化酶;Bae 等[6]利用水凝胶的温度敏感特性进行药物的控制释放.由于互穿聚合物网络中各聚合物网络具有相对的独立性,因此我们以pH 敏感的聚合物网络为基础,利用IPN 技术引入另一具有温度敏感的聚合物网络,制得具有温度及pH 双重敏感的IPN 型水凝胶.同时,由于各聚合物网络之间的交织互穿必然会产生相互影响,相互作用,使各聚合物网络之间又具有一定的依赖性.这种既相互独立又相互依赖的特性将最终决定IPN 水凝胶的溶胀性能.通过对这种新型水凝胶的性能研究,我们发现:它在弱碱性条件下的溶胀率远大于酸性条件下溶胀率.在酸性条件(pH =1 4,I=0 1)下,随着温度的提高,凝胶的溶胀率也随之上升,这与传统温度敏感水凝胶[7]的热缩型溶胀性能恰好相反,属于热胀型水凝胶.这种特性对于水凝胶的应用,尤其是在药物的控制释放领域中的应用具有较重要的意义.而在弱碱性条件(pH=7 4,I=0 1)下,当温度在PNIPA 水凝胶的较低临界溶解温度(LCST,32 )以下时,其溶胀率随温度的上升而上升,当温度达到LCST 时,其溶胀率突然急剧下降,并随着温度的上升而下降.第1期1998年2月高分子学报ACTA POLYM ERICA SINICA No.1F eb.,1998391 实验部分1 1 试剂与仪器N 异丙基丙烯酰胺(NIPA)按文献[5]合成.丙烯酸(AAc)经减压蒸馏除去阻聚剂.N,N 亚甲基双丙烯酰胺(Bis),过硫酸铵(APS)及亚硫酸氢钠(SBS)均为分析纯.日立X 650型扫描电镜,Nicolet 170SX FT IR 红外光谱仪(KBr 压片).1 2 PNIPA/PAAc IPN 的合成1 2 1 PAAc 水凝胶的合成将0 4g AAc 溶于蒸馏水中形成5w t%溶液,加入单体重量1 5%的Bis 作交联剂,以APS 及SBS 水溶液为引发剂,密封后于30 水浴中反应24h,得透明水凝胶,以蒸馏水洗涤,真空干燥,称重,转化率为95%.1 2 2 IPN 水凝胶的合成取0 2g 上述PAAc 干凝胶,浸入5wt%的NIPA 水溶液中(PAAc 与N IPA 的重量比为1 1),加入Bis 为交联剂(用量为单体NIPA 的1 5w t%),浸泡36h,滴加引发剂APS 及SBS 溶液,密封后于16 水浴中反应24h,产物以水洗涤,切成薄片,真空干燥,称重得0 372g IPN 干凝胶.1 3 PNIPA,PAAc/PNIPA IPN 和PAAc 水凝胶的红外光谱将干燥PNIPA,PAAc/PNIPA IPN 和PAAc 水凝胶磨碎后,用KBr 压片,分别测定其红外光谱图.1 4 表面形态观察将IPN 干凝胶表面喷金处理后利用扫描电镜(SEM)观察其表面形态.Fig.1 IR s pectra of PNIPA (A),PAAc/PNIPA IPN(B)and PAAc(C)hyd rogel s 1 5 温度及pH 敏感性研究在相同离子强度(I=0 1)及不同pH 值(pH=1 4和7 4)的条件下研究其温度敏感性.每个温度的溶胀率均为达到溶胀平衡后的溶胀率.本文提供的数据均为三次测试的平均值.这里溶胀率(SR)定义为:SR =(W s -W d )/W d ;W s 为特定温度下的水凝胶的重量,W d 为干凝胶的重量.2 结果与讨论2 1 结构表征图1表明PNIPA,PAAc/PN IPA IPN 和PAAc 水凝胶的红外光谱图.IPN 水凝胶的红外光谱图恰好与PNIPA 和PAAc 水凝胶的红外光谱图之和相吻合.由此说明在IPN 水凝胶的反应过程中没有形成复杂的化学键,或AAc 与NIPA 没有发生共聚;同时,也说明PAAc 与PN IPA 形成IPN 结构.2 2 表面形态由图2可见,其表面形态为非连续性,说明PNIPA 与PAAc 形成互穿聚合物网络结构.2 3 酸性条件下的温度敏感性由图3可见,随着温度的逐渐上升,IPN 水凝胶的40高分子学报1998年Fig.2 Scanning electronmicro graph of IPN h ydrogel (Magnifica tion 1500)溶胀率(SR )也逐渐上升.这是因为在酸性条件(pH =1 4)下,温度较低时,PAAc 网络的高分子链中羧基( COOH )之间存在氢键作用,使整个网络中的PAAc 高分子链相互缠绕,呈收缩状态,而随着温度的上升,这种氢键作用被削弱,缠绕的PAAc 高分子链逐渐解开后分散到水溶液中,进而导致整个网络的溶胀率也随之上升;另一方面,PNIPA 网络中的高分子链会因温度上升而疏水作用增强,产生收缩,促使整个水凝胶的溶胀率下降,这两种作用相互抵消,最终IPN 水凝胶表现为随着温度的上升而溶胀率也逐渐上升,形成热胀型温度敏感特性.2 4 弱碱性条件下的温度敏感性图4表明,水凝胶在弱碱性条件下的S R 远大于酸性条件下的SR ,这主要是由于弱碱性条件下,PAAc 网络中的高分子链中存在大量羧酸根( COO -).它们之间的静电斥力导致高分子链的扩散,从而大大提高了凝胶的SR.从图4可以发现:当温度在PNIPA 的LCST (32 )以下时,随着温度上升,凝胶的S R 也随之上升,其原因与酸性条件下所讨论的原因一致.而当温度上升至LCST 时,凝Fig.3 T emperature dep end ence of sw elling ratio (S R )inacidic s olution w ith the sam e ionic strength (pH=1 4,I=1)Fig.4 T emperature d epen dence of swelling ratio (S R )in weak alkaline s olution w ith th e same ionic strength (pH=7 4,I=0 1)胶的SR 突然下降,这主要是由于在弱碱性条件下,由于PAAc 高分子链的充分伸展,导致交织在一起的PNIPA 高分子链也过分伸展而与水分子充分接触,接近于自由高分子链的状态,当温度上升至PNIPA 的LCST 时,PNIPA 高分子链产生典型的相分离现象,即伸展的高分子链突然收缩,而此时的PAAc 高分子链由于链间距离较大,相互作用力较弱,不足以抵制PN IPA 高分子链的收缩,因而凝胶表现为溶胀率急剧下降.当温度继续上升时,由于PAAc 高分子链的链间距离减少,其链中羧酸根( COO -)之间的静电斥力增大,最后与PN IPA 高分子链的收缩作用趋向平衡,凝胶的溶胀率也趋向平衡.411期卓仁禧等:温度及pH 敏感聚(丙烯酸)/聚(N 异丙基丙烯酰胺)互穿聚合物网络水凝胶的合成及性能研究42高分子学报1998年REFERENCES1 Hirokaw a Y,Tanaka T.J Chem Phys,1984,81:6379~63802 Ji n Manrong(金曼蓉),Wu Changfa(吴长发),Zhang Guiying(张桂英),et al.Acta Polymerica Sinica(高分子学报),1995,3:321~3253 Lu Danian(陆大年),Chen Shian(陈士安),Bao Ji ndan(鲍景旦),et al.Journ al of East China U ni versity of Scien ce andT echnology,1994,20(6):818~8234 Ch en G H,Hoffman A S.Nature,1995,373(5):49~525 Liu F,T ao G L,Zhuo R X.Polym J,1993,25(6):561~5676 Bae Y H,Okano T,Hsu R,et al.Makromol Chem,Rapid Commun,1987,8:481~4857 Wu X S,Hoffman A S,Yager P.J Polym Sci,Part A,Polymer Chemistry,1992,30:2121~2129THE S YNTHESIS AND C HARACTERIZATION OF TEMPERATURE AND pH SENSITIVE POLY(AC RYLIC AC ID)/POLY(N IS OPROPYLACRYLAMIDE)IPN HYDROGELZHUO Renx i,ZHANG Xianzheng(De p artment o f Ch em istry,Wuhan University,Wuhan 430072)Abstract The aqueous solution of Poly(N isopropylacrylamide)(PNIPA)exhibits a lower critical solution temperature(LCST,32 ).Its hydrog el undergoes phase separation as the temperature is raised above LCST.This temperature sensitive hydrogel has been w idely used in many fields,for instance,controlled drug release,enzy me immobilization and release of solutes.How ever,response to pH of hydrogel may be required at the same time for some applications.Here,a new intelligent hydrogel w hich can respond to temperature and/or pH changes is described.The new hydrogel was prepared by using interpenetrating polymer networks(IPN)technique.Poly(acrylic acid)/Poly(N isopropylacrylam ide)(PAAc/PNIPA) IPN hydrogel was synthesized.The temperature and pH sensitivity of this hydrogel was studied.The Sw elling Ratio(SR)of this hydrog el in weak alkaline solution is much greater than that in acidic solution.Experimental results revealed that its SR rises as the temperature is raised in acidic solution.On the other hand,in w eak alkaline solution,w hen the temperature is below the LCST of PNIPA(32 ),the SR of the hydrogel also rises as the temperature is raised.However,w hen he temperature reachs the LCST or higher,its SR slum ps suddenly and drops quickly.T his IPN hydrogel may be useful in the field of controlled drug delivery.Key words Acrylic acid,N isopropylacrylamide,IPN,Hydrogel。

温敏性水凝胶聚N-异丙基丙烯酰胺的制备与性能表征——推荐一个高分子化学综合实验

温敏性水凝胶聚N-异丙基丙烯酰胺的制备与性能表征——推荐一个高分子化学综合实验温敏性水凝胶聚N-异丙基丙烯酰胺的制备与性能表征——推荐一个高分子化学综合实验引言高分子材料在生物医学领域中的应用日益重要。

温敏性水凝胶聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAAM）是一种具有温度响应性的高分子材料。

在室温下，聚N-异丙基丙烯酰胺相溶于水，在较高温度下则会改变为亲水性。

这种温敏行为使得PNIPAAM在生物医学领域的药物输送、细胞培养、组织工程等方面有着广泛的应用前景。

为了提高学生对高分子化学的实践能力及实验操作技术的培养，我们推荐一门关于PNIPAAM的综合实验。

一、实验目的通过学习和实践，了解并掌握PNIPAAM的制备方法，并通过性能表征分析，探究PNIPAAM的温敏性质。

二、实验原理PNIPAAM的合成主要基于N-异丙基丙烯酰胺的聚合反应。

N-异丙基丙烯酰胺在一定条件下与引发剂进行自由基聚合反应，形成具有温敏性质的高分子聚合物。

三、实验步骤1. 准备实验所需的试剂和仪器，包括N-异丙基丙烯酰胺、引发剂、溶剂等。

2. 聚合反应条件优化。

根据实验要求，调节反应温度、反应时间、引发剂用量等参数，以获得合适的聚合效果。

3. 反应结束后，用适当的溶剂提取产物。

通过旋转蒸发除去溶剂，得到PNIPAAM高分子产物。

4. 利用核磁共振（NMR）和红外光谱（IR）等仪器分析得到的产物，并进行性能表征。

四、实验结果与讨论1. PNIPAAM的合成产物应经过核磁共振（NMR）和红外光谱（IR）验证。

核磁共振图谱有利于观察分子结构和链段分布情况，而红外光谱则能指示分子中各种官能团的存在情况。

2. 对产物的温敏性进行测试。

可通过测量PNIPAAM溶解在不同温度下的溶解度来观察其温敏性。

在室温下，PNIPAAM具有良好的溶解性，而在高温下则形成水凝胶状态。

这种性质为PNIPAAM在药物输送和生物医学领域中的应用提供了便利。

五、实验总结通过本实验，我们成功地合成了温敏性水凝胶聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAAM）并对其性质进行了表征。

化工新型材料 11 天津工业大学亲_疏水改性温敏凝胶最新研究进展_陈坤

V ol 139N o 18#10#化工新型材料N EW CH EM ICAL M A T ERIA L S 第39卷第8期2011年8月基金项目:国家自然科学基金(50973084);天津市应用基础及前沿技术计划项目(09JCZDJ C23100);天津市高等学校科技发展基金计划项目(20080307)资助作者简介:陈坤(1986-),男,硕士研究生,从事智能PNIPA 凝胶材料方面的研究。

联系人:陈莉(1963-),女,教授,从事智能材料等多方面工作研究。

亲/疏水改性温敏凝胶最新研究进展陈坤张青松赵义平陈莉*(天津工业大学材料科学与工程学院,/中空纤维膜材料与膜过程0省部共建国家重点实验室培育基地,天津300160)摘要温度敏感性聚异丙基丙烯酰胺凝胶是一类具有广泛应用前景的软湿材料,但存在功能单一、响应速率慢、粒度分布宽和机械性能差等缺点,因而温敏凝胶的化学和物理改性成为凝胶研究的热点之一。

综述了近5年温敏凝胶的亲疏水改性的最新研究进展。

关键词异丙基丙烯酰胺,凝胶,软湿材料,改性,温度敏感性Latest progresses in the hydrophilic/hydrophobic modifiedtemperature -sensitive gelChen Kun Zhang Q ingsong Zhao Yiping Chen Li(Schoo l of M aterial Science and Eng ineering ,T ianjin Poly technic Univer sity,State Key Labor ator y o fH o llow Fiber Membrane Mater ials and Processes,T ianjin 300160)Abstract T emperature-sensitive poly(N -isopro py lacry lamide)gel is a kind of so ft &w et materia ls with br oad ap -plication pro spect.But this kind of gel presents fo llow ing disadvantag es,such as single funct ion,slo w response r ate,w ide par ticle size distr ibut ion,poo r mechanical pro per ty and so on.T herefo re,the chemical and physical mo dificatio n of the g els has beco me main research contents.T he latest resear ches upo n t em perat ur e -sensitiv e gels modified by hy dr ophilic/hydro -phobic monomer over the past fiv e year w ere r eview ed.Key words isopro pylacr ylamide,gel,soft &w et material,mo dificatio n,temper atur e-sensitive 1 亲/疏水改性温敏凝胶研究概况20世纪80年代,T anaka 和Pelton 等[1-2]分别报道了具有非连续体积相变的非离子型P NIP A 水凝胶和P N IPA 微凝胶的制备方法,但存在响应单一和响应速率慢等缺点。

温敏性水凝胶聚N-异丙基丙烯酰胺的制备与性能表征——推荐一个高分子化学综合实验

温敏性水凝胶聚N-异丙基丙烯酰胺的制备与性能表征——推荐一个高分子化学综合实验温敏性水凝胶聚N-异丙基丙烯酰胺的制备与性能表征——推荐一个高分子化学综合实验引言温敏性水凝胶是一种具有特殊性质的高分子材料，能够根据环境温度的变化而改变其物理性质。

其中，聚N-异丙基丙烯酰胺是一种应用广泛的温敏性材料，具有优异的可控性和反应灵敏性。

本实验旨在通过简单的合成方法制备温敏性水凝胶聚N-异丙基丙烯酰胺，并通过一系列性能表征实验来评估其温敏性能和应用潜力。

1. 实验原理和设计1.1 聚N-异丙基丙烯酰胺合成原理聚N-异丙基丙烯酰胺是通过自由基聚合反应制备的。

在本实验中，我们将使用过硫酸铵作为引发剂，在N，N-二甲基甲酰胺溶剂中与单体异丙基丙烯酰胺共同反应。

1.2 实验设计本实验分为以下几个部分：(1) 单体异丙基丙烯酰胺的纯化和准备。

(2) 引发剂过硫酸铵的溶解处理。

(3) 反应体系的配制。

(4) 热聚合反应条件的确定。

(5) 聚合物温敏性能和结构表征的实验。

2. 实验步骤和操作2.1 单体异丙基丙烯酰胺的纯化和准备首先，我们需要将商购得的异丙基丙烯酰胺进行纯化。

将购得的异丙基丙烯酰胺加入到硅胶柱中，并用乙酸乙酯进行洗脱。

收集洗脱溶液，并进行旋蒸。

2.2 引发剂过硫酸铵的溶解处理取适量的过硫酸铵溶解于适量的去离子水中。

注意过硫酸铵的量不宜过多，以免引起强烈剧烈的聚合反应。

2.3 反应体系的配制将纯化后的异丙基丙烯酰胺和溶解了的过硫酸铵按照一定的比例混合，得到反应体系。

2.4 热聚合反应条件的确定将反应体系置于油浴中，进行加热反应。

根据实验要求，确定最适合的反应温度和时间，并进行相应的实验。

2.5 聚合物温敏性能和结构表征的实验制备好的聚合物样品可以进行一系列性能表征实验，如温敏性实验、失重实验、粘度实验、红外光谱分析和扫描电子显微镜观察等。

3. 结果与讨论根据实验操作和测量结果，得到了关于温敏性水凝胶聚N-异丙基丙烯酰胺的性能数据和结构信息。

温敏性P_NIPAAm_co_Am_MMT水凝胶复合材料的研究

DOI:10.3969/j.issn.1009-1815.2012.01.009第30卷第1期2012年3月胶体与聚合物Chinese Journal of Colloid &polymer Vol.30No.1M ar.2012水凝胶是一种介于液体和固体之间，能显著地溶胀并保持大量水分但不溶解于水的亲水聚合物，其作为一类“软材料”在自然界中广泛存在[1,2]。

温度敏感型水凝胶属于智能水凝胶的一种，近年来有关温度敏感型水凝胶在给药系统的应用研究，受到越来越多的研究人员关注，并成为功能性高分子研究领域的一大热点[3~10]。

本课题组利用具有良好生物降解性的N -马来酰化壳聚糖(N-MACH)为交联剂，与钠基蒙脱土（Na-MMT ）充分作用后，在水溶液中，合成了温敏性P(NI －P AAm-co-Am)/MMT 水凝胶复合材料，研究了水凝胶的温敏性、溶胀动力学和退溶胀动力学。

1实验部分1.1主要试剂N -异丙基丙烯酰胺（NIPAAm ），AR ，上海物竞化工科技有限公司；丙烯酰胺（Am ），AR ，淄博市临淄东方红化工厂；钠基蒙脱土（Na-MMT ），浙江丰虹粘土有限公司；N -马来酰化壳聚糖交联剂（N-MACH ）：按文献[11]方法制备；冰乙酸，马来酸酐，AR ，天津市博迪化工有限公司；过硫酸铵(APS)，AR ，尼森精细化工有限公司；N,N,N ’,N ’-四甲基乙二胺(TEMED)，生化试剂，上海展云化工有限公司。

1.2水凝胶及复合材料的制备1.2.1P(NIPAAm-co-Am)/MMT 的制备在25℃下，一定量的交联剂N -MACH 搅拌分散于25mL水中，滴加入15mL Na-MMT 分散液，快速搅拌5h 后加入单体NIPAAm 和Am ，单体溶解后加入0.0016gAPS 和0.4mL TEMED ，迅速搅拌30s 后静置24h ，得到P(NI P AAm-co-Am)/MMT 温敏性水凝胶复合材料。

温敏型水凝胶的制备及溶胀特性

（１．ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＬｉａｏｎｉｎｇＳｈｅｎｙａｎｇ１１０１４２，Ｃｈｉｎａ；
２．ＥｎｅｒｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＬｉａｏｎｉｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ，ＬｉａｏｎｉｎｇＹｉｎｇｋｏｕ１１５０００，Ｃｈｉｎａ；
红外（ＦＴ — ＩＲ）对共聚物水凝胶的结构进行了表征。通过实验可知：当交联剂ＢＩＳ和引发剂ＫＰＳ分别为单体用量
的５％和Ｏ．８％，制备的水凝胶具有较高的转化率、较好的机械强度和共聚性质。共聚物水凝胶中ＮＶＰ含量越高，溶胀率越大，升温时溶胀率下降程度越大，自然条件下脱水速率越快；ＢＩＳ用量越大，溶胀率越小，保水率越
ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ－ｓｅｎｓｉｔｉｖｅＨｙｄｒｏｇｅｌａｎｄＩｔｓＳｗｅｌｌｉｎｇＰｒｏｐｅｒｔｙ
ＸＩＥＳｏｎｇ－ｙａｎ，ＺＨＯＵＦａｎｇ－ｕｉｒｎｇ，ＬＩＵＹｉ — ｔｉｎｇ２，ＬＡＮＸｕｅ－ｙｉｎｇ３
摘
要：采用Ｎ一异丙基丙烯酰胺（ＮＩＰＡ）与Ｎ一乙烯基一２一吡咯烷酮（ＮｖＰ）为共聚单体，以Ｎ，Ｎ一亚甲基双丙

聚N-异丙基丙烯酰胺凝胶的研究

聚N-异丙基丙烯酰胺凝胶的研究摘要：聚N-异丙基丙烯酰胺凝胶作为一种温度敏感型智能水凝胶受到广泛关注。

而其力学强度低，温度响应速率慢，相转变过程中易于发生微粒的团聚是该凝胶一直存在的主要问题。

本文针对上述问题，对目前的研究现状进行了比较分析，提出解决凝胶主要问题的途径和方法。

关键词：聚N-异丙基丙烯酰胺，智能高分子，热敏材料引言热敏性高分子材料是一类对温度刺激具有响应性的智能高分子材料。

其分子链中常含有醚键，取代的酰胺、羟基等官能团，如聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)，聚氧化乙烯醚(PEO)、聚乙烯吡咯烷酮等。

其中，N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)类聚合物由于其广阔的应用前景成为当前热敏性高分子材料研究的热点。

1聚N-异丙基丙烯酰胺凝胶相变机理PNIPAM水凝胶在其最低临界溶解温度(LCST)附近存在可逆的不连续的体积相转变。

当环境温度稍稍高于LCST时，其体积会突然剧烈收缩；当环境温度降到LCST以下时，水凝胶会重新溶胀。

PNIPAM温敏性与其分子结构中的疏水性异丙基和亲水性酰胺基有关，它们分别位于凝胶网络中亲／疏水区域，且存在亲／疏水平衡。

这一高分子体系中存在两种氢键：水分子与高分子链之间的氢键和高分子链之间的氢键。

当外界温度低于LCST时，两种氢键的相互协调作用使得疏水基团周围形成一个稳定的束缚水分子的水合结构。

随着温度升高，水合结构破坏，疏水基团间的作用占主导，使凝胶中的束缚水变成自由水分子并向外扩散，凝胶发生相分离，内部结构塌陷，体积剧烈收缩，即水凝胶的温敏性相转变是由交联网络的亲／疏水性平衡受外界变化而引起的。

2聚N-异丙基丙烯酰胺凝胶存在的主要问题聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)水凝胶作为一种温度敏感型智能水凝胶，广泛用于药物控制释放、生物传感器、物质分离等领域。

PNIPAM水凝胶的实际应用中主要存在三个方面的问题亟待解决。

一是温度敏感性的响应速率较低，需要提高；另一个问题是凝胶微球比较容易发生团聚，导致相变程度降低，影响变色功能。

温敏性聚合物聚N-异丙基丙烯酰胺及其应用

温敏性聚合物聚N-异丙基丙烯酰胺及其应用
任彦荣;霍丹群;侯长军
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】2004(018)011
【摘要】聚N-异丙基丙烯酰胺由于其大分子侧链上同时具有亲水性的酰胺基和疏水性的异丙基而具有良好的温敏性能,作为一种新型的智能材料得到广泛的应用;这种由温度敏感性而引起高聚物产生的智能型和记忆效应成为国际上高分子领域一个新的研究热点.综述了聚N-异丙基丙烯酰胺的温敏机理,合成的分类及其特点,在药物释放、酶的固定、物料分离、免疫分析和医用生物高分子材料等方面的应用,并提出今后的发展方向.
【总页数】4页(P54-56,60)
【作者】任彦荣;霍丹群;侯长军
【作者单位】重庆大学生物工程学院生物力学与组织工程教育部重点实验室,重庆,400044;重庆大学生物工程学院生物力学与组织工程教育部重点实验室,重庆,400044;重庆大学化学化工学院,重庆,400044
【正文语种】中文
【中图分类】TB381
【相关文献】
1.温敏性聚己内酯-聚N-异丙基丙烯酰胺作为抗癌药物载体的制备与药物释放的研究 [J], 王昊;周志平;戴晓晖
2.温敏性聚(N-异丙基丙烯酰胺)/聚丙烯酰胺互穿网络水凝胶 [J], 李彪;姜永梅;朱美芳;武永涛;任怀银
3.聚N-异丙基丙烯酰胺/类水滑石复合水凝胶的制备及温敏性 [J], 段元首;贾凤霞;王朔;李丽芳
4.温敏性聚(N-异丙基丙烯酰胺)-b-聚(L-谷氨酸)的合成与表征 [J], 吴瑕; 刘大军; 王琪; 李荣; 王薇
5.卟啉端基化聚(N-异丙基丙烯酰胺)-b-聚(寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯)共聚物的温敏性 [J], 刘长玲;马嘉;毛海林;宋岩
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【doc】温敏性聚合物聚N-异丙基丙烯酰胺及其应用

温敏性聚合物聚N-异丙基丙烯酰胺及其应用54材料导报2004年11月第18卷第11期温敏性聚合物聚N一异丙基丙烯酰胺及其应用任彦荣霍丹群侯长军(1重庆大学生物工程学院生物力学与组织工程教育部重点实验室,重庆400044;2重庆大学化学化工学院.重庆400044)摘要聚N一异丙基丙烯酰胺由于其大分子侧链上同时具有亲水性的酰胺基和疏水性的异丙基而具有良好的温敏性能,作为一种新型的智能材料得到广泛的应用;这种由温度敏感性而引起高聚物产生的智能型和记忆效应成为国际上高分子领域一个新的研究热点.综述了聚N一异丙基丙烯酰胺的温敏机理,合成的分类及其特点,在药物释放,酶的固定,物料分离,免疫分析和医用生物高分子材料等方面的应用,并提出今后的发展方向.关键词聚N一异丙基丙烯酰胺机理合成应用ThermosensitivePoly(N-isopropylacrylamide)andItsApplicationRENY anrongHUODanqunHOUChangjun(1ChongqingUniversityBi0engineeringCollege,KeyLabforBiomechanics&Tissue EngineeringundertheStateEducationMinistry,Chongqing400044;2CollegeofChemistryandEngineering.Chongqin gUniversity.Chongqing400044)AbstractAsPoly(Nis0propylacrylamide)notonlyhashydrophilicacylamino,butalsohashy drophobicisopropyl,itshowsfavorablethermosensitivity.Itiswidelyusedasanewkindofintelligentm aterialanditsintelli genceandmemoryeffectbecomethehotspotsininternationalmacromoleculefield.Thepaperreviewsthethermo—sensitivemechanism,theclassificationandcharacteristicofsynthesisofpoly(N—isopropylacrylamide),itsapplicationsindrugdelivery,enzymeimmobilization,materialseparation,immunoanalysisandbiologic almacromoleculematerialinmedicine.Thestudydirectionsforfuturearealsopointedout.Keywordspoly(N—isopropylacrylamide).mechanism,synthesis,application0前言聚N一异丙基丙烯酰胺简称PNIPAm,由于其大分子侧链上同时具有亲水性的酰胺基一c0NH和疏水性的异丙基一cH(CHs):,使线型PNIPAm的水溶液及交联后的PNIPAm水凝胶呈现出温度敏感特性.常温下,线型PNIPAm溶解于水中形成均匀的溶液.当温度升高至30～35.C之间的某一温度时,溶液发生相分离,表现出较低的临界溶液温度(1owercritical solutiontemperature,简称LCST)[1.而交联的PNIPAm水凝胶室温下溶胀,在相变点32.c附近,温度变化不到1.C就可引发高达百倍的体积收缩变化.除了溶胀体积外.凝胶的其它性质,如相互作用参数,模量,折光率,介电常数,光学各向异性等也会同时发生突跃性变化,并且变化往往都具有可逆性.这种由温度敏感性而引起高聚物产生的智能型和记忆效应引起了人们很大的兴趣,成为国际上高分子领域一个新的研究热点.本文对PNIPAm的温敏机理,合成及其应用等方面的研究进行综述.1PNIPAm的温敏机理在对PNIPAm的研究中,人们最关心的一个问题是它产生温敏特性的机理,这也是当前研究的一个重点.目前较容易被人接受的观点是:PNIPAm分子内具有一定比例的疏水和亲水基团,它们与水在分子内,分子间会产生相互作用.在低温时,PNIPAm与水之间的相互作用主要是酰胺基团与水分子问氢键的作用.在LCST以下,PNIPAm分子链溶于水时,由于氢键及范德华力的作用,大分子链周围的水分子将形成一种由氢键连接的,有序化程度较高的溶剂化层,并使高分子表现出一种伸展的线团结构.随着温度的上升,PNIPAm与水的相互作用参数突变.部分氢键被破坏,大分子链疏水部分的溶剂化层随之被破坏.温度的升高对疏水基团的影响表现在2个方面:一方面疏水基团间的相互作用是吸热的"熵驱动"过程.即随温度升高,聚合物溶液体系的熵增加,疏水基团的缔合作用增强;另一方面疏水基团的热运动加剧,疏水缔合作用被削弱,同时水分子的热运动加剧,从而改变了疏水基团周围水分子结构与状态,使水一疏水基团的作用发生变化,疏水缔合作用进一步被削弱.总的结果是,PNIPAm大分子内及分子间疏水相互作用加强,形成疏水层.水分子从溶剂化层排出表现为相变.此时高分子由疏松的线团结构变为紧密的胶粒状结构,从而产生温敏性.PNIPAm的水凝胶温敏性相转变是由交联网络的亲水/疏水性平衡受外界条件变化而引起的『2].定性来看,水凝胶的溶胀过程是水分子向凝胶内部扩散与凝胶侧链上亲水基团形成氢键的过程.当温度升高时,氢键振动能增加,破坏氢键的束缚.使之断裂.水凝胶溶胀比则明显减少.这是一个吸热过程,因为大量的结合水从高分子骨架上脱离出来,使水凝胶一水体系熵增加.也有人对PNIPAm水溶液的温敏现象从聚合物溶解过程的热力学来解释:根据Nemethy—Scheraga的疏水相互作用理论.由于氢键的形成,其溶解过程的焓变△H为负值,即为放热溶解,同时溶解过程中,由于水分子包裹在分子链的疏水部分形成较为规则的笼子结构,致使熵变△s也为负值.由于△G一*基金项目:重庆大学研究生创新实践基地抗"非典"科技攻关实践项目霍丹群:女,39岁.博士生,3'1教授,现从事生物材料,生物制药方面的研究_T--作E—mail:******************:023—65102508温敏性聚合物聚N一异丙基丙烯酰胺及其应用/任彦荣等?55? AHTAS,当温度较低时.焓和熵的共同作用可以使AG%0.由此可见,升温不利于溶解,温度较高时会导致△G>0,从而发生相变.许多研究者还通过各种热力学理论对水凝胶的各种敏感性进行了解释其中与实验现象符合较好的是Ilavsky等修改的Flory提出的平均场理论,但这一理论不能预测发生敏感性相转变时的温度,pH值,盐浓度,介质组成浓度等.Tanaka等通过测定聚合物链的持续长度b和有效半径a之比(即代表聚合物链刚性的度量)与敏感性之间的关系,提出了下面的半经验参数S作为有无敏感性的判定依据:S一(b/a)×(2f+1)式中:f代表单位有效链上可离子化基团的数目,S>290时,水凝胶会发生敏感性相转变.这一理论的半经验公式中虽然涉及了交联网的结构因素,但仍未能很好地解释敏感性机理.目前,虽然人们对温敏的机理已有了初步的认识,但就疏水基团相互作用机理及其与相转变温度的关系而言,定量方面尚有许多问题有待澄清.PNIPAm温度敏感机理仍处在不断的发展和完善中,这一问题的解决无疑将为温度敏感性聚合物及水凝胶的研究开拓到分子设计的领域打下基础.2PNIPAm的合成2.1线型PNIPAm的合成线型PNIPAm的合成可采用传统的聚合方法:本体聚合,溶液聚合,悬浮聚合,以及乳液聚合.一般来说,溶液聚合方便易行[3].以过氧化苯甲酰,过氧化乙酸等过氧化物,偶氮二异丁腈等偶氮化合物为自由基聚合引发剂,其用量占总量的0.001～2为宜.所用溶剂一般只要能溶解单体即可,如水,醇类,醚,丙酮,四氢呋喃,氯仿,苯,乙酸烷基酯等,可单独亦可混合使用, 无特别限制,浓度在1～80之间.近年来,电离辐射技术在PNIPAm的合成中也得到了应用,用射线辐射聚合的方法在水溶液,PBS缓冲溶液(pH一7.4)和有机溶液(THF)中合成聚N一异丙基丙烯酰胺已经可以实现.伊敏等采用7射线辐射合成了PNIPAm线型均聚物.从国内外的文献看,线型PNIPAm的合成并不困难,但大家在采用溶液聚合合成PNIPAm的工艺上存在很大的差异:即使使用相同的引发剂,有人在5O.C反应1Oh即可,有人6O.C反应8h,有的7O.C反应6h,有的6O.C反应24小时,但没有人对具体工艺过程中各种因素,如反应温度,时间,引发剂用量等对合成的PNIPAm的性能包括分子量,分子量分布的影响做深入的研究.2.2PN1PAm水凝胶的合成制备PNIPAm水凝胶的传统方法是使用引发剂和交联剂以实现NIPAm单体的引发,聚合和交联.常用的交联剂有N,N=亚甲基双丙烯酰胺(Bis),二甲基丙烯酸乙二酯(EGDMA),二甲基丙烯酸二甘醇酯(DEGDMA)等.这种方法的不足之处在于水凝胶中的引发剂残基和交联剂会对水凝胶的性质造成影响.不使用交联剂,通过紫外线,放射线,电子射线,等离子体等活性射线进行弓I发交联,也可以得到PNIPAm水凝胶.这种方法操作简单,交联度可通过辐射条件来控制,没有任何添加成分,不会污染产品,可以一步完成产品的合成与消毒;与传统方法相比,合成的凝胶更均匀,更有利于其性质的研究,生产更方便经济.Hoffman等在高于ICST的温度下使NIPAm 辐射交联合成了大孔温度敏感水凝胶,与传统方法制备的水凝胶相比,大孔水凝胶具有较大的孔体积/孔尺寸之比和更快的大分子渗透速度,在温度低于LCST时具有更高的溶胀比?温度变化时有更快的退溶胀速度和再溶胀速度.Nogaoka,翟茂林等在不使用交联剂的情况下通过辐射引发使NIPAm单体在水溶液中交联合成了PNIPAm水凝胶,研究发现:通过控制剂量,剂量率,单体浓度等因素可合成所需交联密度的水凝胶,并发现辐射剂量与合成凝胶的扩散系数直接相关.Gehrke等研究了合成条件对PNIPAm水凝胶性质的影响,发现水凝胶的溶胀平衡程度,剪切模量,有效交联密度及透明度等性能均受到合成条件如引发剂浓度,温度,聚合时间等的影响.近来报道较多的是把PNIPAm水凝胶制成微球～,常用的方法是反相悬浮聚合法和乳液聚合法.乳液聚合法常采用十二烷基磺酸钠,氯化三甲基十八烷基铵,聚丙烯酸钠盐等作为乳化剂,在强烈搅拌下进行乳液聚合而成.Hoffman等采用藻脘化钙凝胶作为聚合的模板,用氧化还原剂制备了尺寸和形状均为单分散的PNIPAm水凝胶球,合成后可以使用钙螯合剂很容易地从水凝胶球中除去藻脘化钙.最近,郭振良以偶氮二异丁腈为引发剂.在琥珀酸双(2一乙基己酯)磺钠,甲苯,NIPAm,水组成的微乳液中,通过微乳液聚合制备了未交联及交联的PNIPAm超细微粒,颗粒平均粒径约为0.1m,未交联聚N一异丙基丙烯酰胺粘均分子量为1.38×106kg/mol,交联聚N一异丙基丙烯酰胺超细微粒的内比表面积为48.048m/g,相对孔径分布为1～10nm,气体最大吸附量为1784.8cm./g.另外,采用沉淀聚合法也可以得到凝胶微球.3PNIPAm的应用PNIPAm聚合物及水凝胶由于其对温度的敏感性,在药物释放,固定化酶[7,物料分离[】一,免疫分析"一等方面有广阔的应用前景.近年来,国内外对它的应用和开发做了许多研究工作,大量的文献也做了相关报道.3.1药物释放药物释放体系就是当人体受疾病困扰时,所需药物就会释放出来;当病情好转时,药物就被封闭.PNIPAm聚合物及水凝胶随温度的变化引起构象的变化,从而可当作温控开关,应用于药物释放体系.交联的水凝胶本身就可作为一种温控释放的药物载体,线型的聚合物多修饰于药物载体上,利用温度控制构象改变,从而促进释放.利用PNIPAm对药物进行控制释放有3种模式:①低温时将PNIPAm水凝胶放入药物溶液中溶胀吸附药物,高温则发生收缩向外排出药物;②开一关模式,在ICST以上时,水凝胶的表面会收缩形成一个薄的,致密的皮层,阻止水凝胶内部的水分和药物向外释放,即处于"关"的状态.而当温度低于LCST时皮层消失,水凝胶处于"开"的状态,内部药物以自由扩散的形式向外恒速释放;③开一关模式,但与上面的作用正好相反,PNIPAm以支链形式存在于接枝聚合物微球中,在LCST以下,接枝链在水中舒展开来,彼此交叉覆盖,阻塞了微球的孔洞,被包封的药物扩散受阻,处于"关"状态;温度在LCST以上时,接枝链自身收缩,孔洞显现出来,使药物顺利扩散到水中,处于"开"状态.Y onHanBae,YeruoOkano等以温敏材料NIPArn与甲基丙烯酸丁酯的共聚凝胶(PNIPArn—co—PBNA)作为药物载体,并载上吲哚美辛药物.此给药体系在pH为7.4的磷酸生理盐水缓冲液中进行了温控释药测试,当温度在ICST上下范围(2043O.C)交替变化时,凝胶体系可开关式地控制药物释放.Kim等用PNIPAm共聚水凝胶对肝素进行控制释放以防止血栓,当环56材料导报2004年l1月第18卷第11期境温度升到LCST以上时,水凝胶表面会收缩形成一个薄的,致密的皮层.防止水凝胶内部的水分和药物向外释放.即处于"关" 的状态;而当温度低于LCST时,皮层溶胀消失.处于"开"的状态.3.2酶的固定用PNIPAm固定化酶.能制备出对温度敏感的溶解一非溶解固定化酶.易于分离.又能重复使用,酶的稳定性也增加了.通过将NIPAm与官能性的单体如N一丙烯酰氧基苯邻二甲酰亚胺(NAPI),N一丙烯酰氧基琥珀酰亚胺(NAsI)或甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)共聚,合成官能化的温敏聚合物,这样可通过偶合反应将该聚合物与酶合成有温度敏感性的生物大分子.实现酶的固定.Hoffman及Steinke等曾分别报道由N一异丙基丙烯酰胺同丙烯酰胺或甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚,用于固定天冬酰胺酶及胰蛋白酶,通过改变温度调节其在水中的沉淀或溶解.并且Hoffman认为水凝胶的温度循环可以大大提高酶的效用,被包围的酶的存在也可以改变凝胶网络的溶胀行为.IiuFeng等采用NASI在PNIPAm上固定了糜蛋白酶,固定了酶的水凝胶通过调节体系温度下降或上升的循环可分别打开或关闭酶的活性.这样就可能实现酶活性的开关.IevIV等研究了PNIPAm偶合胰蛋白酶或辣根过氧化酶而成为一种生物活性化合物,用于药物定位传送.卓仁禧在将糜蛋白酶,蜗牛酶,嗜热菌蛋白酶固定在PNIPAm上及应用方面作了大量研究.Hoshino研究了用PNIPAm共聚物固定淀粉酶,分别测量了固定化酶和自由酶对淀粉溶液的糖化作用.发现固定化酶的活性是自由酶的9O,比传统方法所得固定化酶要高.并且使用后可以通过离心的方法从产物中分离复原,从而重复使用.还有一些报道使用热敏聚合物与水凝胶固定纤维素酶,胰蛋白酶,脂肪酶,半乳糖苷酶等,固定化酶的稳定性均有提高且利于用温度来控制和分离.3,3物料分离利用PNIPAm的温敏性可制作具有温度敏感的功能膜,多孔玻璃以及具有"开关"能力的温度敏感超滤膜.常用于物料的分离.这类膜有许多优点:容易再生,耗能少,不必高温高压,也不会使蛋白质中毒,有利于生物物质的分离以及稀溶液的分离, 可根据要求浓缩和分离的物质的分子尺寸或分子性质来设计凝胶的交联密度和单体单元结构.由此可见.当用热敏性水凝胶来分离物质时,只需在水凝胶的LCST附近反复升温或降温,使水凝胶反复选择性吸收和释放就可以达到分离目的.尤其是阴离子型温敏水凝胶PNIPAm分离不同分子量的化合物.分离效果很好.且被分离物的分子量越大分离效果越好.金蔓蓉等用PNIPAm凝胶对牛血清蛋白,兰葡聚糖,碱性蛋白酶以及人体激素溶液进行浓缩萃取实验,结果表明具有良好的实用前景.王锦堂研究了PNIPAm凝胶对蛋白质和酶的分离效率在相转变温度附近发生突跃,显示出很好的浓缩分离能力.Freltas等用热敏性水凝胶分离出稀水溶液中的葡萄糖等物质,其效率可达96以上.Hoffman等用包埋有甲基丙烯酸的热敏性水凝胶成功地分离了带有正电荷的甲基兰稀水溶液,他们也成功地通过在热敏性水凝胶网上引入抗体来有选择地除去溶液中的抗原配体.3.4免疫分析采用PNIPAm作载体而建立的免疫分析方法具有均相免疫分析速度快和异相免疫分析灵敏度高的特点.周平将单克隆抗体与PNIPAm共价连接,建立了以溶解性可调节高分子为载体的酶免疫分析方法,对血清样品中的HbsAg进行了检测,灵敏度高,效果好.朱庆枝将PNIPAm和抗体偶连.用异硫氰酸荧光素标记羊抗人乙肝表面抗原抗体.建立l『夹心型热敏相分离荧光免疫分析乙肝表面抗原的新方法.评价了抗体住PNIPAm 上的固化效率和非特异性吸附情况.结果认为该方法具有分析快速,免疫球蛋白对载体的非特异性吸附小等优点.有一定的临床应用价值.LiuFeng基于PNIPAm与醋酸硝酸纤维素膜的特异性吸附作用,将抗体与PNIPAm共价结合,再接枝固定到纤维素膜上,建立了聚合物膜联免疫分忻法,利用PNIPAm的温度敏感性达到均相免疫反应,异相分离的目的,实验表明.对人血清中乙肝表面抗原的检测灵敏度高达1.0~g/ml.3.5医用生物高分子材料PNIPAm可以与生物大分子进行偶合反应.传递温敏性.制成生物功能性材料.赵建青通过羟基化和接枝PNIPAm制备了热敏性聚苯乙烯盒.当环境温度低于I.CST时,盒内表面亲水,细胞可快速生长;高于LCST时.则盒内表面疏水.让细胞脱附.此外还有人把PNIPAm应用于细胞培养支持体材料,将PNIPAm和胶原的共轭产物涂在培养基上.在高于LCST时进行细胞培养.达到目的后在LCST以下时.PNIPAm溶解,细胞则和培养基分离.这种方法简单方便,在培养鼠原肝细胞,人胆管癌细胞,人真皮成纤维细胞,牛主动脉内壁细胞等应用中取得了满意的效果.PNIPAm由于具有独特的性质,除了以上应用外.还广泛应用于其他领域.比如形状记忆材料,化学阀,遮光材料,热记录和热标记,反应控制,装饰材料等.4结束语PNIPAm是近年来发展起来的一种新型智能材料.其潜在的应用价值已吸引了众多的研究者.为加快其实用化步伐.以后的研究工作还要进一步阐明其刺激响应机理.合成温度响应更加灵敏的聚合物,开发能实际应用,产生经济效益的智能材料. 我们相信,随着研究和开发工作的进一步深入.在不久的将来. 热敏性PNIPAm将在化工,医学,生物,材料领域中起着不可替代的作用.参考文献67GanDJ,LyonLA.JAmChemSoc.2001.123:7511Y aoKD,SunSh.PolymIntern,1993.32(1):19ParkTG,HoffmanAS.JApplPolymSci.1994,52:85 ChoChongSu,CheonJaeBok.eta1.MacromolRapidCorn—mun,1997,18(5):361MeyerDE,ShinBC.KongGA.eta1.Drugtargetingusing thermallyresponsivepolymersandlocalhyperthermia.JControlledRelease,2001,74:213 FredericEeckman.AndreJ.Mofs.eta1.Evaluationofa newcontrolleddrugdeliveryconceptbasedontheuseof thermoresponsivepolymers.InternationalJournalofPhar—maceutics,2002,241:1l3WangHZ,LiuSY.Immobilizationofchymotrypsinwith interpolymercomplexesofP(TM—CO—Aam)/PAA.JApp1 PolymSci,2001,81:2013(下转第6O页)60材料导报2004年11月第18卷第11期mg,2004,35(1):757CaoZQ,MechinF,PascaultJP.Effectsofrubbersand thermoplasticsasadditivesoncyanatepolymerization. PolymInt,1994,34(1):418MayaEM,SnowAW,BuckleyIJ.Oligodimethylsiloxane linkedcyanateesterresins.Macromolecules,2002,35(2): 4609IijimaT,KaiseT,TomoiM.Modificationofcyanateester resinbysolublepolyimides.JApplPolymSci,2003,88 (1):110HwangJW,ParkSD,ChoK,eta1.Tougheningofcyanate esterresinswithcyanatedpolysulfones.Polymer,1997,38 (8):183511IijimaT,KatsurayamaS,FukudaW,eta1.Modificationof cyanateesterresinbypoly(ethylenephthalate)andrelated copolyesters.JApplPolymSci,2000,76(2):20812HwangJW,ChoK,ParkCE,eta1.Phaseseparationbe—haviorofcyanateesterresin/polysulfoneblends.JAppl PolymSci,1999,74(1):3313SrinivasanSA,JoardarSS,KranbeuhlD,eta1.Amorphous phenolphthalein—basedpoly(aryleneether)一modified cyanateesternetworks:microwaveprocessing.JAppl PolymSci,1997,64(1):17914HwangJW,ParkSD,ChoK,eta1.Tougheningofcyanate esterresinswithcyanatedpolysulfones.Polymer,1997,38 (8):183515ChangJY,HongJL.Morphologyandfracturetoughness ofpoly(ethersulfone)一blendedpolycyanurates.Polymer, 2000,41(12):451316HarismendyI,RioMD,EceizaA.Morphologyandthermal behaviorofdicyanateester—polyetherimidesemi—IPNscured atdifferentconditions.JApplPolymSci,2000,76:103717HarismendyI,RioMD,MarietaC,eta1.Dicyanateester—polyetherimidesemi—interpenetratingpolymernetworks.J ApplPolymSci,2001,80,(14):275918MarietaC,HarismendyI,MondragoI.Effectofthecure temperatureonthemorphologyofacyanateesterresin(上接第56页)modifiedwithathermoplastic:characterizationbyatomic forcemicroscopy.EurPolymJ,2000,36(7):144519IijimaT,MaedaT,TomoiM.Tougheningofcyanateester resinbyN—phenylmaleimide—styrenecopolymers.JAppl PolymSci,1999,74(12):293120IijimaT,MaedaT,TompiM.Tougheningofcyanateester resinbyN—phenylmaleimide—N一(p-hydroxy)phenyl—maleimide—styreneterpolymersandtheirhybridmodifiers. PolymInt,2001,50(3):29021李静,梁国正.苯乙烯改性氰酸酯树脂的研究.化工新型材料,2000,28(10):3722KinlochAJ,TaylorAC.Thetougheningofcyanate—ester polymerspartIIchemicalmodification.JMaterSci,2003,38:6523MartinMD.OrmaetxeaM.HarismendyI.Curechemo—rhe—ologyofmixturesbasedonepoxyresinsandestercyanates.EurPolymJ,1999,35(1):724陈平,程子霞,朱兴松,等.环氧树脂与氰酸酯共固化产物性能的研究.复合材料,2001,18(3):1025FanJing,HuXiao,YueCheeY oon.Staticanddynamicme—chanicalpropertiesofmodifiedbismaleimideandcyanatees—terinterpenetrati"gpolymernetworks.JApplPolymSci,2003,88(8):200026HamertonI,HermanH,MudharAK.Multivariateanalysis ofspectraofcyanateester/bismaleimideblendsandcorrela—tionswithproperties.Polymer,2002,43:338127梁国正,秦华宇,吕玲,等.双酚A型氰酸酯树脂的改性研究.化工新型材料,1999,27(6):2928SnowAW,BuckleyLJ.Fluoromethylenecyanateesterresins.Synthesis,Characterization,andFluoromethylene ChainLengthEffects,Macromolecules,1997,30(3):39429HamertonI,TakedaS.Studyofthepolymerizationofnovel cyanateester/acrylateblends.Polymer,2000,41(5):164730HongSG,Y ehCS.Theeffectsofcopperoxidesonthe thermaldegradationofbismaleimidetriazineprepreg.Poly—merDegradationandStability,2004,83(3):29(责任编辑林芳)8CicekA,TunceI.Immobilizationof{l-chymotrypsininther—mallyreversibleisopropylacrylamide—-hydroxyethl—-metha——crylatecopolymerge1.JApplPolymSci,1998,36:5439PizarroC,Fernandez-TorrobaMA,BenitoC,etal.Opti—mizationbyexperimentaldesignofpolyacrylamidegelcom—positionassupportforenzymeimmobilizationbyentrap—ment.JBiotechnologyandoengineering,1997,53(5):49710RathjenCM,ParkCH,GoodrichPR,eta1.Theeffectof preparationtemperatureonsomeofatemperature—sensitive hydroge1.PolymGelsNetworks,1995,3(2):10111ZhuangYF,ChenLW,ZhuZQ,eta1.Preparationand separationfunctionofN—Isopropylacrylamidecopolymer hydrogels.PolymAdvTechnol,2000,11:19212HanJ,ParkCH,RuanR.Concentratingalkalineserine proteasesubtilisinusingatemperaturesensitivehydroge1. BiotechnolLett,1995,17(8):85113GaoJ,LiYZ,GuoZQ,eta1.AnalLett,1999,32:178714ZhuQZ,ZhengXY,XuJG,eta1.AnalLett,1998,31:96315MasayukiY amato,ChieKonno,MikaUtsumi,eta1.Ther—mallyresponsivepolymer—-graftedsurfacesfacilitatepat—- ternedcellseedingandco—culture.Biomaterials,2002,23: 56116Y amatoM.KonnoC,KushidaA,eta1.Releaseofad—sorbed.bronectinfromtemperatureresponsiveculturesur—facesrequirescellularactivity.Biomaterials,2000,21:981 (责任编辑林芳)。

聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶的制备及性质研究毕业论文

本科生毕业论文（设计）题目聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶的制备及性质研究学院理学院专业班级应用化学（化学生物）学生姓名指导教师撰写日期：2012 年 5 月 12日聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶的制备及性质研究摘要水凝胶是一种亲水但不溶于水，具有交联三维网络结构的高分子聚合物，具有一定条件下的溶胀/退溶胀行为，同时具有输送和渗透性、能量转换、吸附分离、生物相容性等功能。

根据水凝胶对外界刺激的应答情况，水凝胶可分为传统凝胶和环境敏感型凝胶。

温敏性高分子水凝胶是研究最多，也是最重要的一类敏感性高分子水凝胶体系。

聚N-异丙基丙烯酰胺(PINPAm)的低临界溶解温度（LCST）约33.2℃。

PNIPAm具有良好的双亲性，且其相变温度在人的生理温度附近且略高于环境温度，且通过加入多种类单体控制其LCST，兼有易于控制、易于改性等优良特性，成为目前研究最热的一类热缩性温敏凝胶。

PNIPAm水凝胶制备分别探讨了：（1）用不同量的引发剂过硫酸铵(APS)对水凝胶形成的影响；（2）反应温度分别为低温(低于5度)、20度、30度、40度对水凝胶形成的影响。

所制备的PNIPAm水凝胶分别测定了相转变温度(LCST)和凝胶溶胀率(SR)。

结果表明引发剂量用量增多时水凝胶形成反应时间变短；反应温度升高水凝胶外观出现由无色透明凝胶----乳白半透明凝胶-----乳白色凝胶-----乳白色且无固定形态凝胶的变化。

低温生成的水凝胶相转变温度(LCST)在33度到34度之间，水凝胶体积发生不连续收缩现象；交联剂N,N-亚甲基双丙烯酞胺(BIS)使用量越多溶胀率越小。

关键词：温敏性水凝胶；PNIPAm水凝胶；制备；性质Preparation and the properties of hydrogel PINPAmAbstractThe hydrogel is a kind of hydrophilic system but insoluble in water, has a cross-linked three-dimensional network structure of the polymer, with certain conditions swelling / deswelling behavior, at the same time having a conveying and permeability, energy conversion, adsorption separation, biocompatibility and other functions. According to the outside stimuli response, hydrogel can be divided into traditional and environmentally sensitive gel. Temperature sensitive hydrogel is the most studied, is also one of the most important sensitive polymer hydrogel system. PNIPAm is a classic temperature sensitive hydrogel with lower critical solution temperature (LCST) about 33.2°C closed human body temperature, its phase transition temperature is under the human physiological temperature 2-3°C and slightly higher than the ambient temperature. PNIPAm is amphiphile polymer and easy modification by adding other monomers to control its LCST. Due to the properties easy control and modification, PNIPAm is one of the most attractive environmentally sensitive hydrogel with thermo-shrinkable temperature sensitive hydrogel.In this paper the preperation of PNIPAm hydrogel was investigated with different amounts of the initiator ammonium persulfate (APS) and the reaction temperature which were at under 5°C, 20°C, 30°C, 40°C respectively. And the properties of PNIPAm hydrogel phase transition temperature (LCST) and hydrogel swelling rate (SR) were observed. The experimental results showed that hydrogel formation reaction time becomes shorter with the incressing amounts of APS. The appearance of hydrogel obtained were very different in different reaction temperature: gel is colorless and transparent (under 5°C),shallow slightly milky and semitransparent gel (at 20°C), milky and non-transparent gel, plaster (without fixed shape and non-transparent, maybe microgel). The sample formation under 5°C showed the volume shrinkage phenomenon in the range of 33-34°C. And the amount of crosslinking agent N, N - methylene bis propylene phthalein amine ( BIS ) used in the formation of hydrogel, the hydrogel’s swelling rate was small.Key words: temperature sensitive hydrogel; PNIPAm hydrogel; preparation; properaties目录1 绪论 (1)1.1 水凝胶与智能水凝胶 (1)1.2 温敏性水凝胶 (2)1.3 水凝胶应用前景及展望 (3)2 实验 (5)2.1 实验制备与性质研究试剂 (5)2.2 实验仪器 (5)2.3 制备与性质研究 (5)2.3.1 制备 (5)（1）引发剂（APS）量不同的无孔PNIPAm水凝胶的合成 (5)（2）不同温度的无孔PNIPAm水凝胶的合成 (6)2.3.2 性质研究 (6)（1）相转变温度(LCST)的测定 (6)（2）凝胶溶胀率(SR) (6)3 实验结果与讨论 (8)3.1 制备 (8)3.1.1 不同引发剂（APS）量不同的无孔PNIPAm水凝胶的合成（温度为室温或低温） (8)3.1.2 不同温度的无孔PNIPAm水凝胶的合成 (9)3.2 性质 (10)3.2.1 胶体的温敏性 (10)（1）胶体生成时反应温度为低温（冰水浴中） (10)（2）胶体生成时反应温度为20度 (10)3.2.2 凝胶溶胀率(SR) (11)（1）胶体生成时反应温度为低温（冰水浴中） (11)（2）胶体生成时反应温度为20度 (14)（3）胶体生成时反应温度为低温和20度的对比 (17)4 结论 (20)参考文献 (21)致谢 (22)1 绪论1.1水凝胶与智能水凝胶水凝胶是一种亲水但不溶于水，具有交联三维网络结构的高分子聚合物，具有一定条件下的溶胀/退溶胀行为，同时具有输送和渗透性、能量转换、吸附分离、生物相容性等功能。

NIPAAm系共聚温敏凝胶的溶胀与释药性能

NIPAAm系共聚温敏凝胶的溶胀与释药性能潘春跃;于典;隆清德;饶燕平;吴年强;李兴翠【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2007(038)005【摘要】以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)系共聚凝胶为研究对象,通过引入亲水单体丙烯酰胺(AAm)和疏水单体甲基丙烯酸丁酯(BMA)制备PNIPAAm,P(NIPAAm-co-AAm)和P(NIPAAm-co-BMA)3种具有不同亲水性的共聚凝胶,研究NIPAAm 系共聚凝胶对亲水性不同的2种模型药物的载药与释药行为.研究结果表明:NIPAAm系共聚凝胶呈现热缩温敏特性,在相转变温度(LCST)以下,随着凝胶亲水性的增强,凝胶的LCST升高,平衡溶胀比和初始溶胀速率增大;亲水性药物水杨酸钠的载药率提高,而增强凝胶的疏水性则有利于提高水杨酸的载药率;水杨酸和水杨酸钠的初始释药速率均增大,水杨酸钠初始释药速率明显大于水杨酸初始释药速率.对于亲水性相对较弱的水杨酸,高温下的平衡释药率明显小于低温下的平衡释药率,而对亲水性较强的水杨酸钠,PNIPAm共聚载药凝胶高温和低温平衡释药率相差不大;在温度低于LCST时,3种凝胶对于水杨酸的平衡释药率相差很大,而对于水杨酸钠的平衡释药率均为100%.【总页数】6页(P906-911)【作者】潘春跃;于典;隆清德;饶燕平;吴年强;李兴翠【作者单位】中南大学,化学化工学院,湖南,长沙,410083;中南大学,化学化工学院,湖南,长沙,410083;中南大学,化学化工学院,湖南,长沙,410083;中南大学,化学化工学院,湖南,长沙,410083;中南大学,化学化工学院,湖南,长沙,410083;中南大学,化学化工学院,湖南,长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】O631【相关文献】1.(NIPAAm)类三元共聚及IPN水凝胶的合成与温敏性能的研究 [J], 黄首伟;王秀芬;庄慧2.NIPAAm系互穿网络凝胶的合成及载药释药性能研究 [J], 潘春跃;隆清德;饶燕平;张报进;许晨曦3.N-异丙基丙烯酰胺共聚和互穿聚合物网络温敏凝胶的溶胀与释药性能 [J], 赖金洪;潘春跃4.P(NIPAAm-co-AAm)共聚凝胶和PAAc/P(NIPAAm-co-AAm) IPN凝胶的溶胀与释药性能 [J], 饶燕平;潘春跃;赖金洪5.可生物降解温敏凝胶PNMH-OSA的降解行为与释药性能 [J], 张报进;潘春跃;吴年强;隆清德;许晨曦;孟艳华;尹艺青因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

温度及pH敏感生物水凝胶的研究

温度及pH敏感生物水凝胶的研究刘琼;范晓东【期刊名称】《精细化工》【年(卷),期】2004(21)12【摘要】运用互穿网络技术,合成了具有温敏性的聚(N 异丙基丙烯酰胺)(PNIPAm)和生物大分子明胶(gelatin)的互穿网络聚合物(PNIPAm/Gelatinsemi IPN和PNIPAm/GelatinIPN)水凝胶,该水凝胶的最低临界溶液温度(LCST)与PNIPAm水凝胶的LCST基本相同,均为33℃左右,但在LCST以下的平衡溶胀率减小、相变区域略微变宽。

在此基础上,通过N 异丙基丙烯酰胺(NIPAm)与丙烯酸(AAc)交联共聚,改变了水凝胶的LCST,在pH=4 0的缓冲溶液中,各水凝胶的溶胀行为基本一致,与AAc含量无关,LCST都为28℃左右;在pH>4 0的缓冲溶液中,LCST随AAc组分含量的增加而增加,但温敏性减小。

同时,AAc的加入,使水凝胶具有pH敏感性,敏感点为pH=4 5左右。

还考察了该水凝胶降解的特点:戊二醛(GA)交联后的明胶网络,保留了明胶的生物降解性,但互穿网络水凝胶在实验条件下几乎未被胃蛋白酶和胰蛋白酶降解,在pH=9 6的碱性条件下,水凝胶可发生化学降解。

【总页数】6页(P884-889)【关键词】聚(N-异丙基丙烯酰胺);明胶;聚丙烯酸;pH/温度敏感性牛物水凝胶【作者】刘琼;范晓东【作者单位】西北工业大学理学院应用化学系【正文语种】中文【中图分类】O63【相关文献】1.温度和pH敏感聚(N-异丙基丙烯酰胺)/丙烯酸水凝胶的制备与性能研究 [J], 汤洁莉;马晶2.温度、pH敏感性共聚物(MA-co-NIPMAM)水凝胶的制备及性能研究 [J], 鲍远志;翁世兵3.温度、pH敏感水凝胶的研究进展 [J], 刘小培;王俊伟;李中贤;徐丹;余学军4.pH-温度双重敏感性水凝胶的制备及溶胀性能研究 [J], 娄婷婷; 崔璐娟; 于京; 李志英; 李强文5.温度及pH敏感水凝胶的合成及其在生物大分子控制释放中的应用 [J], 刘锋;卓仁禧因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

温度敏感高分子凝胶聚n-异丙基丙烯酸酰胺的功能

温度敏感高分子凝胶聚N-异丙基丙烯酰胺（Poly N-isopropylacrylamide，PNIPAAm）具有以下功能和特点：
1. 温度响应性：PNIPAAm凝胶在温度变化下呈现可逆的相变行为。

在低温下，PNIPAAm凝胶水合能力较高，保持水溶性状态。

而当温度超过其临界溶解温度（约32°C），PNIPAAm凝胶发生体积相变，由水溶性转变为水疏水性，形成凝胶结构。

2. 温度控制释放：由于PNIPAAm凝胶对温度的敏感性，可以通过调节温度来实现控制释放的功能。

当温度超过临界溶解温度时，PNIPAAm凝胶结构膨胀开放，释放所包含的药物或活性物质；而在低温下，PNIPAAm凝胶结构收缩闭合，实现药物的保持和控制释放。

3. 细胞培养和生物医学应用：PNIPAAm凝胶具有生物相容性和可降解性，可以提供良好的细胞附着和生长环境，用于细胞培养和组织工程等领域。

此外，PNIPAAm凝胶还可用于药物传递系统、人工人体器官、生物传感器等生物医学应用中。

4. 透明性和可调节性：PNIPAAm凝胶具有透明性，可以透过观察和光学测量等手段进行研究和监测。

此外，通过调节PNIPAAm凝胶的交联程度、粒径等参数，可以调节其凝胶性质和响应性能，实现不同需求下的功能优化。

需要注意的是，PNIPAAm凝胶的具体性能和应用还取决于其结构设计、交联方式、分子量等因素的影响。

因此，在具体应用中，需要根据实际需求进行合理设计和优化。

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

聚(N-异丙基丙烯酰胺)／黏土纳米复合水凝胶的制备及溶胀行为研究

明胶-异丙基丙烯酰胺水凝胶的溶胀性

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N-异丙基丙烯酰胺类环境敏感性水凝胶的聚合及应用研究进展

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聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的制备及其溶胀动力学研究

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