新型PNIPAm温度敏感性共聚水凝胶研究
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。
温度敏感性水凝胶的研制与应用
温度敏感性水凝胶的研制与应用杨晶琎（四川理工学院材料科学与化学工程学院）摘要：聚N2异丙基丙烯酰胺(PN IPA)凝胶的研究概况，包括其在化工、医药、纺织等行业中的应用。
Gather N2 isopropyl acrylamide gel (IPA) PN the research situation, including its in chemical industry, medicine, textile, etc.关键词：水凝胶敏感性热敏性温度Key words: gel intelligent materials prospects biological水凝胶热敏性的相关转变与研究：首先观察到水凝胶热敏性的是Tanaka等人[1],用N ,N - 次甲基双丙烯酰胺交联的聚丙烯酰胺的水凝胶的溶胀性能在某一临界温度附近,随温度的微小变化,其体积变化可达几十至几百倍。
后来人们发现温度对其的影响很大，并称其为热敏性。
1984年Hirokawa等在非离子水凝胶中也发现了这种相转变, Hoffman和Freltas等也证实了非离子性的聚(N ,N - 二乙基丙烯酰胺)水凝胶和聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的热敏性相转变[1-3]。
所以:敏感性相转变成为一种普遍性。
热敏性水凝胶的这种相转变过程无法用传统的高分子理论,如Flo ry-Huggins 模型来解释,而只能用相转变过程中水凝胶骨架上亲水基团、憎水基团以及水之间的相互作用来解释。
目前较容易被人接受的观点是水凝胶的敏感性相转变是由交联网络的亲水———缩水性平衡受外界条件变化而变化引起的。
定性上来看，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———水体系熵增加。
许多研究者通过各种热力学理论对水凝胶的各种敏感性进行了解释[ 7 ,8 ]其中与实验现象符合较好的是Ilavsky 等人修改的由Flo ry 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、p H 值、盐浓度、介质组成浓度等。
综述-温度敏感聚合物胶束的研究进展
温度敏感聚合物胶束的研究进展摘要:在众多刺激响应性聚合物胶束的研究中，温度敏感型聚合物胶束的研究较为广泛。
本文将着重介绍含PNIPAAm链段的温敏性双亲嵌段共聚物和泊洛沙姆类的合成、自组装及其(载药)胶束理化性质研究进展。
其中，聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)是目前报道最多的典型的温度敏感性高分子。
此外，对其它类型的温敏性共聚物及胶束的制备和性质研究也进行了简要总结。
关键词：温度敏感；聚合物胶束；胶束近十几年来，刺激敏感性高分子在生物医学，尤其在药物控释系统中的应用，受到了广泛的关注。
在外界环境条件，如温度、pH值、离子强度与价数、电场、电流、超声、光或者化学组分等微小改变时，该类高分子的物理状态或化学性质能发生突变。
利用该特征，通过合理的设计，就可以达到控释药物的释放的目的。
温度是影响用于人体的药物释放速度的最基本因素之一，且温度的可控性好，易于实施。
温度敏感型胶束是指当胶束受到微小的温度变化，胶束的结构或性质会有巨大的改变。
温度作为刺激信号来诱导胶束释放药物，具有许多优点：①热疗，在临床上本身就用于对肿瘤的治疗。
②温度刺激信号易于实现：温度刺激信号可以通过外界或人体内部的差异来完成。
③增加药物进入肿瘤部位：因肿瘤部位的渗透压高于周边，药物不易进入。
当肿瘤部位受到加热，肿瘤的血流量和肿瘤的微血管渗透性增加，这使药物更易进入肿瘤发挥药效。
关于温敏性聚合物胶束的研究受到国内外学者的广泛关注。
温敏性高分子材料是指对温度刺激具有响应性的高分子材料，属于智能高分子材料的一类。
温敏性高分子中常含有取代的酸胺、醚键、轻基等官能团[l]，如聚(N-异丙基丙烯酞胺)[poly(N-isopropylacrylamide)，PNIRAAm))[2]、聚氧化乙烯醚(PEO)[3]、羟丙基纤维素(HPC)[4]、聚乙烯咯烷酮(PvP)[5]等。
本文介绍了几种主要的温度敏感型聚合物胶束的转变机理及应用特点，包括N-异丙基丙烯酰胺均聚物[poly(N-isopropylacrylamide)]、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物[poly(ethylene oxide)-poly(propylene oxide)-poly(ethylene oxide, PEO-PPO-PEO，泊洛沙姆)]、聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸共聚物[poly(ethyleneglycol)-poly(DL-lacticacid-co-glycolideacid)-poly(ethylene glycol), PEG-PLGA-PEG]等。
基于N异丙基丙烯酰胺的磁性温敏水凝胶研究进展
基于N 一异丙基丙烯酰胺的磁性温敏水凝胶研究进展／陈琳等53基于N 一异丙基丙烯酰胺的磁性温敏水凝胶研究进展。
陈琳1’2，杨永珍1’3，刘旭光1’2 (1太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室，太原030024；2太原理工大学化学化工学院，太原030024；3太原理工大学新材料工程技术研究中心，太原030024)摘要 基于N_异丙基丙烯酰胺(NPAM)的磁性温敏水凝胶是一种具备双重响应性的新型智能材料，在许多 领域尤其是生物医药、生物工程等方面受到广泛的关注。
综述了国内外近年来此类磁性温敏水凝胶的制备方法及相 关应用，并对其目前存在的问题和今后的发展方向提出一些看法。
关键词 N 一异丙基丙烯酰胺磁性温敏水凝胶中图分类号：TB381文献标识码：AResearch Progress in MagneticThermosensitive Hydr og el sBased o n N-isopropylacrylamideCHEN Linl”，YANG Yongzhenl ，LIU Xuguan91'2(1Ke y La b o ra t or yof I n t e r fa c e Sc i e n c e a nd En gi ne er in g in Advanced Materials of Ministry of Educat ion ，T aiy ua n Uni ver si ty o f Tec hn ol ogy ，Ta iyu an 030024；2Col le ge of Chemis try and Chemic al Engineering ，Taiyuan University of T ec h no l og y ，T ai y ua n 030024：3Res ea rc h Cen te r o n AdvancedMaterials S ci e n c e an d T ech no lo gy ，T ai yu an U ni ve rsi ty of T ec hn ol og y ，T ai yu an 030024)A b s tr a c tA s a no ve l f un ct i on al material ，magnetic th ermos ensit ive hy droge ls ba sed o n N-isopropylacrylamide(NIPAM)offer hig h potential a pp l i c a t i on s in va r i o us f i el d s ，p a r t i c u la r l y in biomedical and bioengineering field ．Themore recen t synthesis d eve lo pme nt and ap pl i c at i o ns of magnetic thermosensitive hy dro ge ls ，an d their a p p li c a ti o n s a r esum ma riz ed ．O pi ni ons o n the ex i s t i ng drawbacks an d development tendency of these hydrogels a r e pro p os ed ．KeyWOl['d$ N-isopropylacrylamide ，magnetic thermosensitive ，hydrogels磁性温敏水凝胶是由磁性纳米粒子和温敏水凝胶复合 剂载体[6]、蛋白质分离[7’83等方面有良好的应用前景。
生物温敏性水凝胶的研究_吉静
科研开发化工科技,2002,10(5):19~21SCIENCE &T ECHNO LOGY IN CHEM ICA L I NDU ST RY收稿日期:2002-01-07作者简介:吉静(1964-),女,副教授,在职博士生,主要从事生物高分子材料的研究,已发表论文十余篇。
生物温敏性水凝胶的研究吉 静(北京化工大学材料科学与工程学院,北京 100029)摘 要:采用明胶(Gel)和N -异丙基丙烯酰胺(N IPA M)为原料,制备交联结构不同的G e-l PN IPAM 水凝胶,研究不同的pH 值、温度对它们的溶胀度和溶胀速度的影响,进而了解明胶的交联结构对水凝胶的温敏性、pH 敏感性的影响。
结果表明:不同交联结构的Ge-l PN IPAM 水凝胶对pH 值的响应取决于明胶部分,G elx -PN IPA M 水凝胶的温敏性最明显,温度大于LCST (最低临界溶液温度),Ge-l PN IPA M x 与Gelx -PN IPAM x ,G elx -PN IPA M 相比,呈现更高的溶胀度及溶胀速度,其控制过程分别符合Case -Ò和Fick 定律。
关键词:明胶/PN IPA M ;水凝胶;溶胀度;交联结构中图分类号:O 636 文献标识码:A 文章编号:1008-0511(2002)05-0019-03高分子凝胶是由具有网状结构的聚合物和溶剂组成。
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 -Hug gins 渗透压说明。
可以看出,大分子网络的橡胶弹性是影响凝胶的渗透压的重要因素之一。
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和收缩。
新型温敏性PNIPAAm-CNT-PNMA纤维水凝胶及设备制作方法与设计方案
本技术提供了一种新型温敏性PNIPAAm CNT PNMA纤维水凝胶的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将碳纳米管分散在硝酸和硫酸的混合液中，将混合液回流后用去离子水进行稀释，再进行三次离心处理后得到碳纳米管样品并进行烘干；步骤2，将烘干后的碳纳米管样品和聚N异丙基丙烯酰胺溶于乙醇溶液，搅拌均匀后将聚N甲基乙酰胺溶于乙醇溶液，随后加入APS和TEMED，并用磁力搅拌器搅拌均匀后进行静电纺丝，得到纺丝样品，并对纺丝样品进行热交联；步骤3，制备吸附盐溶液，把热交联后的纺丝样品在吸附盐溶液中浸渍后进行干燥处理，得到PNIPAAm CNT PNMA纤维水凝胶，其中，碳纳米管样品的浓度为0.25mg/mL2mg/mL，吸附盐溶液的浓度为0.1g/mL0.4g/mL，聚N异丙基丙烯酰胺与聚N甲基乙酰胺的比例为1：1～4:1。
技术要求1.一种新型温敏性PNIPAAm-CNT-PNMA纤维水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将碳纳米管分散在硝酸和硫酸的混合液中，将所述混合液回流后用去离子水进行稀释，再进行三次离心处理后得到碳纳米管样品，并将所述碳纳米管样品进行烘干；步骤2，将烘干后的所述碳纳米管样品和聚N-异丙基丙烯酰胺溶于乙醇溶液，搅拌均匀后将聚N-甲基乙酰胺溶于所述乙醇溶液，随后加入APS和TEMED，并用磁力搅拌器搅拌均匀后进行静电纺丝，得到纺丝样品，并对所述纺丝样品进行热交联；步骤3，制备吸附盐溶液，把热交联后的所述纺丝样品在所述吸附盐溶液中浸渍后进行干燥处理，得到PNIPAAm-CNT-PNMA纤维水凝胶，其中，所述碳纳米管样品的浓度为0.25mg/mL-2mg/mL，所述吸附盐溶液的浓度为0.1g/mL-0.4g/mL，所述聚N-异丙基丙烯酰胺与所述聚N-甲基乙酰胺的比例为1：1～4:1。
2.根据权利要求1所述的新型温敏性PNIPAAm-CNT-PNMA纤维水凝胶的制备方法，其特征在于：其中，所述步骤1中的所述混合液进行回流时的温度为50℃-90℃，回流时长为3h-8h，所述碳纳米管样品进行烘干时的温度为90℃-140℃，所述混合液进行离心处理时的转速为12000rpm。
PNIPAm温敏凝胶的制备与性能研究的开题报告
PNIPAm温敏凝胶的制备与性能研究的开题报告一、研究背景与意义随着人们对生活品质不断的追求，对医疗、生物等领域的需求不断增大，需要研究制备一些具有特殊功能的材料。
温敏凝胶材料是一类在不同温度下具有不同物理化学性质的材料，因此获得了广泛的关注。
其中，PNIPAm是一种常用的温敏凝胶材料，其特点包括具有快速响应、生物相容性好、不影响肿瘤细胞形态的变化等。
因此，PNIPAm温敏凝胶的制备与性能研究具有重要的科学和实用价值，能够提高材料在医学、生物等领域的应用价值，为人们的生活和健康贡献更多。
二、研究目的本研究旨在制备高质量的PNIPAm温敏凝胶材料，并对其性能进行系统的研究与分析，探究其温敏响应、生物相容性等特点，为进一步的应用研究提供重要的理论与实验基础。
三、研究内容1. PNIPAm温敏凝胶的制备：通过慢冷法、快冷法等方法制备PNIPAm温敏凝胶，优化制备工艺。
2. 温敏响应性能研究：研究PNIPAm温敏凝胶在不同温度下的溶胀度和吸水率等性质，考察其温敏响应性能。
3. 生物相容性研究：通过细胞实验、动物实验等方法，研究PNIPAm温敏凝胶对生物体的影响，探究其生物相容性。
四、研究方法1. PNIPAm温敏凝胶的制备：采用慢冷法、快冷法、自组装法等方法制备PNIPAm温敏凝胶，并通过扫描电镜、透射电镜等手段对其形貌结构进行表征。
2. 温敏响应性能研究：利用紫外-可见光谱仪、动态光散射仪等手段测定PNIPAm温敏凝胶在不同温度下的溶胀度和吸水率等性质。
3. 生物相容性研究：通过细胞实验、动物实验等方法，研究PNIPAm温敏凝胶对生物体的影响，评估其生物相容性。
五、预期成果本研究预计可以获得以下成果：1. 成功制备出高质量的PNIPAm温敏凝胶，优化其制备工艺。
2. 研究PNIPAm温敏凝胶在不同温度下的溶胀度和吸水率等性质，得出其温敏响应性能。
3. 通过细胞实验、动物实验等方法，评估PNIPAm温敏凝胶的生物相容性。
PNIPAAmbPLA共聚物的合成及其水凝胶化性质的研究
ＰＮＩＰＡＡｍ—ｂ—ＰＬＡ共聚物的合成及其水凝胶化的研究凝胶体内，在体内观察软骨的形成惭１。
对于血管的网络的培养，可先将血管形成生长因子包覆入温敏水凝胶内，血管生长因子可诱导水凝胶周围的生物体内的组织的血管向凝胶内生长，最终形成与原有血管相连的新的能让血液流动的血管（Ｆｉｇ．１—７）‘硼。
（ａ）（ｂ）（ｃ）Ｆｉｇ．１－７Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｂｌｏｏｄｖｅｓｓｅｌｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｍｏｔｅｄｂｙｉｎｃｌｕｄｉｎｇｇｒｏｗｔｈｆａｃｔｏｒｓｉｎｔｏｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ－ｓｅｎｓｉｔｉｖｅｈｙｄｒｏｇｅｌ（ａ）．Ｇｒｏｗｔｈｆａｃｔｏｒｓｅｎｃｏｕｒａｇｅｅｘｉｓｔｉｎｇｂｌｏｏｄｖｅｓｓｅｌｓｉｎｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｈｏｓｔｔｉｓｓｕｅｔｏｇｒｏｗｉｎｔｏｔｈｅｓｃａｆｆｏｌｄ（ｂ）．ｖｅｓｓｅｌｓｔｏｃｒｅａｔｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌＵｌｔｉｍａｔｅｌｙ，ｎｅｗｖｅｓｓｅｌｓｃｏｍｂｉｎｅｗｉｔｈｅｘｉｓｔｉｎｇｂｌｏｏｄｂｌｏｏｄｖｅｓｓｅｌｓｃａｐａｂｌｅｏｆｂｌｏｏｄｆｌｏｗ（ｃ）．也可以先将血管的内皮细胞种植入温敏水凝胶内并植入生物体内。
内皮细胞在水凝胶内会生长成新的血管组织并向周围的组织器官靠近，最后，新生成的血管会与原有组织的血管相连形成功能化的血管（图１－－８）【鳓。
徊）Ｆｉｇ．１—８Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｂｌｏｏｄｖｅｓｓｅｌｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｍｏｔｅｄｂｙｓｅｅｄｉｎｇｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌｃｅｌｌｓｉｎｔｏｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ—ｓｅｎｓｉｔｉｖｅｈｙｄｒｏｇｅｌ（ｄ）．Ｔｈｅｔｒａｎｓｐｌａｎｔｅｄｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌｃｅｉｌｓｗｉｌｌｆｏｒｍｎｅｗｂｌｏｏｄｖｅｓｓｅｌｓｗｉｔｈｉｎｔｈｅｈｙｄｒｏｇｅｌａｎｄｇｒｏｗｏｕｔｗａｒｄｔｏｗａｒｄｔｈｅｈｏｓｔｔｉｓｓｕｅ（ｅ）．Ｕｌｔｉｍａｔｅｌｙ，ｎｅｗｖｅｓｓｅｌｓｃｏｍｂｉｎｅｗｉｔｈｅｘｉｓｔｉｎｇｂｌｏｏｄｖｅｓｓｅｌｓｔｏｃｒｅａｔｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｂｌｏｏｄｖｅｓｓｅｌｓｃａｐａｂｌｅｏｆｂｌｏｏｄｆｌｏｗ（ｆ）．４．４酶的固定２０世纪６０年代后酶的固定化技术有了较大的发展，固定化酶可使反应产物易分离、酶的稳定性增加、反应效率大幅度提高，并且酶能重复使用。
新型聚(N-异丙基丙烯酰胺)类温敏性微凝胶的合成与表征
新型聚（N-异丙基丙烯酰胺）类温敏性微凝胶的合成与表征聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)类响应性微凝胶胶粒因在药物控制释放、生物物质分离和光子晶体等领域有着广阔的应用前景,而备受人们关注。
制备流体力学直径(D_H)小、单分散性好、稳定性高、表面无污染等特征的微凝胶成为这一领域需要解决的重要课题。
本文从分子设计的角度出发,通过改变交联剂种类、加料方式和聚合方法,以及引入疏水性单体改性等途径以制备小粒径、单分散性良好的、新型的具有温度响应性能的PNIPAM类微凝胶;系统地研究了所得微凝胶的结构形态、单分散性和相转变行为;同时将微凝胶作为添加剂用于制备具有快速响应性和高力学性能的水凝胶;取得了以下主要研究结果:1.以N,N＇-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)作为化学交联剂,丙烯酸叔丁酯(tBA)为功能性单体,与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)共聚,采用无皂乳液聚合方法(SFEP)合成出具有温敏性的poly(NIPAM-co-tBA)微凝胶,详细地研究了MBA和tBA含量对PNIPAM微凝胶结构形态和体积相转变温度(VPTT)的影响。
结果表明,poly(NIPAM/MBA)和poly(NIPAM-co-tBA)微凝胶粒径单分散性好,表面无污染,水中分散稳定性高,在33℃左右发生体积相转变。
当MBA/NIPAM的摩尔比从5.65%增加至22.58%,微凝胶的粒径先下降后升高,VPTT略有增加,相变温度范围变宽。
当tBA/NIAPM的摩尔比从12.90%增加至38.71%,胶粒呈有序排列,可形成胶态晶体;VPTT从33℃下降到18℃,范围变宽;消溶胀度从23下降至12,D_H在800～200nm。
2.采用锂蒙脱石(Hectorite)作为物理交联剂,疏水性单体tBA作为第二共聚单体,由SFEP方法制备了poly(NIPAM/Clay/tBA)微凝胶。
结果表明,剥离的锂蒙脱石片层作为交联剂,是以氢键、离子键或配位键与polyNIPAM分子链作用,交联点分布均匀,且交联效率高;所得微凝胶分散液经离心后呈淡蓝色,D_H在150～360nm,VPTT范围窄化;当Hectorite/NIPAM的重量比从7%增加至28%时,poly(NIPAM/clay)微凝胶的VPTT 基本维持在32℃,但温度敏感性下降,D_H先下降后增加,消溶胀率先增加后下降;随tBA含量的增加,poly(NIPAM/tBA/clay)微凝胶的单分散性增加,温度敏感性降低,D_H先下降后增加,VPTT逐渐下降。
pnipaam温敏原理
pnipaam温敏原理
PNIPAAM是一种温度敏感型聚合物，在室温下可溶于水，但加热至32℃时会出现相分离，形成凝胶。
这种智能材料的原理是其分子链上含有羧基和N-异丙基丙烯酰胺基团，通过温度变化来调控分子之间的作用力和构象变化，从而实现温敏性能。
PNIPAAM的应用十分广泛，如药物释放、细胞培养、生物传感器等领域，其特殊的温敏性能为这些应用提供了便利和创新的可能性。
例如，在药物释放中，将药物与PNIPAAM复合体内，通过温度的变化来调节药物的释放速度和时间，从而在治疗效果和副作用之间找到平衡。
PNIPAAM还可以与其他材料复合，形成新的智能材料，如PNIPAAM-石墨烯复合材料，可以应用于制备高效传感器，利用PNIPAAM的温敏性和石墨烯的导电性能，实现高灵敏度和快速响应。
PNIPAAM的应用前景十分广阔，未来随着科技的发展和研究的深入，其在医药、生物和化工等领域的应用将得到更加广泛的探究和应用。
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仿生温敏性复合水凝胶的制备及性能研究
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald16DOI：10.16660/ki.1674-098X.2107-5640-3389仿生温敏性复合水凝胶的制备及性能研究徐向川 宋文利* 王语颢 张菁 李新华*(金陵科技学院材料工程学院 江苏南京 211169)摘 要：本文以N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）为结构框架和温敏性单体、聚多巴胺（PDA）为粘附性单体、聚乙烯醇（PVA）和明胶（GEL ）为成胶单体，调节多巴胺的含量，制备出温敏性纳米水凝胶。
作为具有低临界溶解温度（LCST ）的温敏性聚合物，聚异丙基丙烯酰胺（PNIPAM ）水凝胶的透光度表现出温度敏感性。
粘附试验结果表明：多巴胺的加入有效地提高了温敏性水凝胶的粘附性能，水凝胶负载装满水的离心管（总重10g）后，可粘附在多种材料上，如乳胶手套、载玻片、美工刀、聚四氟乙烯板，且粘后维持2min以上不掉落。
关键词：温敏性水凝胶 多巴胺纳米粒子 粘附性 低临界溶解温度中图分类号：O648.17 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2021)06(b)-0016-05Preparation and Performance of Mussel Inspired ThermosensitiveSelf-adhesive HydrogelXU Xiangchuan SONG Wenli * WANG Yuhao ZHANG Jing LI Xinhua *(Material Engineering College of Jinling Institute of Technology, Nanjing, Jiangsu Province, 211169 China)Abstract: In this study, N-isopropyl acrylamide (NIPAM) was used as the structural framework and thermo-sensitive monomer, polydopamine (PDA) as the adhesive monomer, polyvinyl alcohol (PVA) and gelatin （GEL ）as the gelling monomer, and the thermosensitive nano hydrogels were prepared in aqueous solution. Here we mainly studied the introduction of dopamine by thermosensitive hydrogels to enhance the adhesion properties of hydrogels. As temperature-sensitive polymer with a low critical solution temperature (LCST), polyisopropyl acrylamide (PNIPAM) hydrogel exhibits temperature sensitivity. The results of the adhesion test show that the addition of dopamine effectively improves the adhesion performance of the hydrogel. After the hydrogel is loaded with a centrifuge tube filled with water (total weight 10g), it can adhere to a variety of materials such as latex gloves, glass slides, utility knife, PTFE board, and keep it for more than 2 minutes without falling.Key Words: Thermosensitive hydrogel; Dopamine nanoparticles; Adhesion; Low critical solution temperature基金项目：江苏省大学生创新训练项目（项目编号：202013573063Y ）；金陵科技学院博士启动基金（项目编号： Jit-b-202027）。
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。
温敏型聚合物PNIPAAM的合成及应用研究进展
第36卷第11期2008年11月化 工 新 型 材 料N EW CH EM ICAL M A T ERIA L S Vo l 136No 111#5#基金项目:国家自然科学基金资助项目(50573061)四川省应用基础研究项目(07JY029-065)西南交通大学科学研究基金资助项目(2006B52)作者简介:邵丽(1985-),女,硕士研究生,研究方向:高分子药物缓控释材料。
联系人:张志斌,教授,硕导,研究方向:生物医用材料。
温敏型聚合物PNIPAAM 的合成及应用研究进展邵 丽 杨 银 邓阳全 张志斌*(西南交通大学生物工程学院,成都610031)摘 要 聚N -异丙基丙烯酰胺(简称PN IP AA M )是一类研究广泛的温敏型功能高分子水凝胶。
从制备方法、应用及其改性这三个方面综述了近年来对P NI PA A m 的研究进展,并提出今后的发展方向。
关键词 PN IP AA M ,快速响应,水凝胶,温敏型The synthesis of thermosensitive poly(N -isopropylacrylamide)and its applicationShao Li Yang Yin Deng Yangquan Zhang Zhibin(College of Bio engineering,Southw est Jiaotong University ,Cheng du 610031)Abstract Po ly (N -isopr opylacr ylamide)is a kind o f ther mosensit ive macr omo lecule hy dr og el.T he pr og resses of t hemetho ds,applicat ions and modifications of P oly(N -isopro py lacr ylam ide)these year s wer e rev iew ed.T he study directio ns for future w ere also pointed o ut.Key words PN IP AA M ,rapid stimul -i respo nse,hy dr og el,ther mosensitive 聚N -异丙基丙烯酰胺(简称PN IP AA M ),由于其大分子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[1]。
温敏性PNIPAAm水凝胶对布洛芬的控制释放
温敏性PNIPAAm水凝胶对布洛芬的控制释放田博士;刘少华【期刊名称】《化学研究与应用》【年(卷),期】2011(023)001【摘要】Thermo-sensitive poly (N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm) hydrogel was prepared by free-radical in water. With hydrophobic ibuprofen (IBU) as mode drug, the thermo-sensitive property of PNIPAAm and interaction with IBU were studied.The IBU release behavior was investigated in phosphate buffer solution (PBS, pH 7.4) at different temperatures (25 ℃ and 37 ℃). It was found that a lower critical solution temperature (LCST) of PNIPAAm aroun d 33 ℃ and interacted with IBU by intermolecular hydrogen bond. The IBU released slower at 37 ℃ (above LCST) than at 25 C (bellow LCST) in PBS. Therefore,the release of IBU from the thermo-sensitive PNIPAAm hydrogel could be controlled by changing the temperature around LCST.%采用自由基聚合法在水溶液中制备了温敏水凝胶聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm),以非水溶性药物布洛芬(IBU)为模型药物分子,研究了该水凝胶的温敏性能及与药物IBU的相互作用,考察了不同温度下(25 ℃和37 ℃)IBU在磷酸盐缓冲溶液(PBS,pH=7.4)中的释放行为.研究结果表明:该水凝胶的最低临界溶解温度(LCST)约为33 ℃,并且与IBU存在分子间氢键作用;当温度(37 ℃ )高于凝胶的LCST时,IBU在pH=7.4 的PBS溶液中释放的较慢,5 h内仅释放了10%的药物;当温度(25 ℃)低于其LCST时,IBU释放的较快,5 h内释放了42%的药物.因此,PNIPAAm水凝胶对IBU的释放具有温度控制性能.【总页数】5页(P41-45)【作者】田博士;刘少华【作者单位】周口师范学院化学系,河南,周口,466000;周口师范学院化学系,河南,周口,466000【正文语种】中文【中图分类】O632.52【相关文献】1.温敏性PNIPAAm多孔水凝胶制备方法的研究进展 [J], 杨桔;霍丹群;侯长军2.温敏性PCL-PEG-PCL水凝胶的合成、表征及蛋白药物释放 [J], 苗博龙;马桂蕾;宋存先3.HPMC/PNIPAAm温度敏感性水凝胶的制备及其对5-氟尿嘧啶的控制释放 [J], 肖玉良;段桂运;李玉琴;夏成才;郑连英4.快速响应的温敏性PNIPAAm/粘土复合水凝胶的合成及性能研究 [J], 李珍;马敬红;梁伯润5.温敏性聚合物胶束应用于药物控制释放体系的研究进展 [J], 宋一凡;柴云;张普玉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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。
温敏性石墨烯纳米复合水凝胶
温敏性石墨烯纳米复合水凝胶摘要：将氧化石墨烯（Graphene Oxide,GO）添加到以锂藻土Laponite为交联剂，N-异丙基丙烯酰胺（NIPAm）为单体所制备的纳米复合水凝胶（简称NC凝胶）中。
通过改变GO的含量，研究此类NC凝胶的红外响应性的变化。
关键词：氧化石墨烯；纳米复合NC凝胶；红外响应性1 前言1.1 水凝胶简介凝胶是含有大量溶剂的具有三维网络结构的高分子[1]。
吸收溶剂时会溶胀，排出溶剂时会收缩。
因为其是交联结构，故凝胶一般只能溶胀不能收缩。
凝胶的交联可以为物理交联，也可以是化学交联，物理交联是通过氢键、范德华力等物理相互作用实现的，而化学交联则是通过分子链间形成化学键实现的。
水凝胶就是以水为分散介质的凝胶，是一种能吸收大量水分并将其保留在三维网络结构的软质材料。
水凝胶的这种高吸水高保水的性能使其在多种领域中有着广泛的应用。
此外，水凝胶的固有特性与许多类型的生物组织非常地相似。
因此水凝胶是近年来也是生物医用高分子材料研究的热点之一，具有良好的应用前景。
1.2 智能水凝胶及其应用智能型水凝胶是指能够通过外界的刺激而自身产生敏感响应的水凝胶。
根据外界刺激的响应情况，我们可以把智能水凝胶分为：温度响应性水凝胶、pH响应性水凝胶、光响应性水凝胶、压力响应性水凝胶、生物分子响应性水凝胶、电场响应性水凝胶等[2]。
这类凝胶的智能性使其有可能应用在化学传感器、记忆元件开关、人造肌肉、化学存储器、分子分离体系、调光材料以及药物载体释控等方面。
1.3 高性能纳米复合水凝胶纳米复合材料（Nanocomposite）的概念最早是由Roy于1984年提出的，它是指两相或多相的混合物中至少有一相的一维尺度小于100纳米量级的复合材料[3]。
2002年，日本Haraguchi[4]等将锂藻土（Laponite）纳米粒子分散在水中，使用N-异丙基丙烯酰胺（NIPAm）作为单体，在Laponite分散液中原位自由基聚合，不添加化学交联剂，得到了聚N-异丙基丙烯酰胺-Laponite纳米复合水凝胶（Nanocomposite Hydrogel，简称NC凝胶）。
敏感性高分子及水凝胶
敏感性高分子及水凝胶摘要：本文介绍了几类敏感性高分子及其水凝胶。
主要包括pH 敏感水凝胶、温度敏感水凝胶、温度及pH 双重响应水凝胶、光响应水凝胶、磁场响应水凝胶等的性质及其研究进展。
简要介绍了敏感性高分子及其水凝胶的性质、制备方法、应用及其发展前景。
1 引言近年来，随着信息，生命，环境，航空航天等领域科学技术的飞速发展，人们对材料性能的要求越来越高。
因此，一批性能特异的新功能材料相继问世，敏感性材料就是其中的一类。
对环境具有可感知，可响应，并具有功能发现能力的高分子和水凝胶被称之为环境敏感性高分子（environment sensitive polymers）和环境敏感性水凝胶（environment sensitive hydro gels）[ 1]。
与传统的高分子和水凝胶不同，这类高分子和水凝胶的某些物理或化学性质可因环境条件的变化而发生突变。
因此，这类高分子也被称为“刺激响应性高分子（stimuli-responsive polymers）”、“灵巧性高分子(smart polymers)”或“智能性高分子（intelligent polymers）”,相应的水凝胶被称为“刺激响应性水凝胶（stimuli-responsive hydro gels）”、“灵巧性水凝胶（smart hydro gels）” 和“智能性水凝胶（intelligent hydro gels）”[2]。
与高分子不同，凝胶是一类可保持一定几何外形，同时具有固体和液体某些性质的胶体分散体系。
它是软物质（soft materials）存在的一种重要形式，是介于固体和液体之间的一种物质形态。
凝胶体系由胶凝剂（gelators）所形成的三维网络结构和固定于其中的大量溶剂组成。
敏感性水凝胶[3] 是一种亲水性高分子交联网络,它能够感知外界环境的微小变化(例如温度、pH、离子强度、光、电场和磁场等) ,并通过自身体积的膨胀和收缩来响应外界的刺激. 敏感性水凝胶的上述特点使其在药物控制释放、物质分离提纯、活性酶包埋和生物材料培养等方面有广泛应用前景。
水凝胶的制备及其研究进展
水凝胶的制备及其应用进展摘要水凝胶是一类具有广泛应用的聚合物材料，它在水中能够吸收大量水分而溶胀，并在溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。
由于其特殊的结构和性能，水凝胶自人们发现以来，一直被人们广为研究。
本文综述了近些年国内外在水凝胶制备和在生物医药、环境保护等方面的一些研究进展，并对水凝胶的应用前景做了一些展望。
关键词水凝胶药物释放壳聚糖染料吸附凝胶按照分散相介质的不同而分为水凝胶(hydro-gel)、醇凝胶(alcogel)和气凝胶(aerogel)等。
水凝胶的分散相介质是水,它是由水溶性分子经过交联后形成的,能够在水中溶胀并且保持大量水分而不溶解的胶态物质。
它在水中能够吸收大量的水分显著溶胀，并在显著溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。
[1]正因为水凝胶的这种特性，水凝胶能够对外界环境，如温度、pH、电场、磁场等条件变化做出响应。
近年来，对水凝胶的研究逐渐深入。
水凝胶的应用也越来越广泛，不仅在载药缓释、环境保护方面有很大用途，而且在喷墨打印等方面也有越来越大的作用。
一、水凝胶的制备（一）PVA水凝胶的制备上世纪50年代,日本科学家曾根康夫最早注意到聚乙烯醇(PVA)水溶液的凝胶化现象。
由于PVA水凝胶除了具备一般水凝胶的性能外,具有毒性低、机械性能优良(高弹性模量和高机械强度)、高吸水量和生物相容性好等优点,因而倍受青睐。
PVA水凝胶在生物医学和工业方面的用途非常广泛[2]。
龚桂胜，钟玉鹏[3]等人利用冷冻-解冻法制备了不同类型高浓度聚乙烯醇（PVA）水凝胶，研究了PVA水凝胶的溶胀率、拉伸强度和流变特性。
他们发现不同类型的高浓度 PVA 水凝胶的力学性能相差较大，高分子量的 PVA 水凝胶的拉伸强度较低；这与低浓度的水凝胶相反。
徐冰函[4]首先制备PVA水凝胶，再以PVA 水凝胶作为载体利用反复冷冻的方法成功制备含有二甲基砜的PVA水凝胶。
实验制备的MSM/PVA水凝胶具有优良的理化性能，并且可以用于人工敷料的制备。