羧甲基壳聚糖／聚(N-异丙基丙烯酰胺)半互穿网络水凝胶的制备及溶胀性能研究

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羧甲基壳聚糖增强智能纳米复合水凝胶的制备及性能研究

羧甲基壳聚糖增强智能纳米复合水凝胶的制备及性能探究摘要：本探究以高分子聚丙烯酰胺(PAM)作为基础材料，利用生物材料羧甲基壳聚糖(CMC)和无机材料纳米氧化物作为增强剂，制备出一种新型的高强度、高稳定性的智能纳米复合水凝胶。

在不同的制备条件下对该复合水凝胶进行系统的物理、化学性质的分析与表征，结果表明复合水凝胶具有较高的吸水性能、机械强度、稳定性和智能响应性能，能够广泛应用于医学、生物、环境等领域。

关键词：羧甲基壳聚糖，纳米复合水凝胶，智能响应，稳定性，增强效果。

1. 前言水凝胶在现代生物、医学、环境和能源等领域广泛应用，然而传统的水凝胶在吸水性、机械强度、稳定性和响应性等方面存在一定的限制，制约了其应用。

因此，探究一种新型高性能的水凝胶具有重要的科学探究和应用价值。

2. 试验材料与方法2.1 试验材料聚丙烯酰胺(PAM)、羧甲基壳聚糖(CMC)、纳米氧化物、N,N-二甲基乙酰胺(DMAM)、甲醛等。

2.2 试验方法接受自由基聚合法和化学交联法相结合的方法制备智能纳米复合水凝胶，通过DMA、TGA、SEM、XRD等方法对其进行性能测试及形态表征，对吸水性能、机械强度、稳定性和智能响应性能进行有效的评估和分析。

3. 结果与谈论3.1 羧甲基壳聚糖对水凝胶性能的影响不同质量比下CMC与PAM的复合水凝胶产物比纯PAM凝胶的吸水性能、机械强度都有所提高，其中CMC质量为0.025g/gPAM、0.05g/gPAM、0.1g/gPAM的复合水凝胶吸水率比纯PAM凝胶增加了32.1%、41.5%、46.3%，机械强度比纯PAM凝胶增加了10.24%、16.12%、28.08%，因此CMC能有效地提高水凝胶的性能。

3.2 纳米氧化物对水凝胶性能的影响CMC/PAM复合水凝胶中添加不同质量比的纳米氧化物对水凝胶性能的影响不同，当纳米氧化物质量比为0.1g/gPAM时，水凝胶的吸水率最高，为2794.6%。

但是在机械强度方面，纳米氧化物的加入会使水凝胶的机械强度下降，需取得适当的添加量。

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。

水凝胶的制备及应用研究

水凝胶的制备及应用研究顾雪梅;安燕;殷雅婷;张玉星【摘要】水凝胶是一种具有三维网络结构的新型功能高分子材料,以其含水量高、溶胀快、具有良好的生物相容性、对外界刺激具有良好的响应性等被广泛应用于很多领域,具有广阔的应用和发展前景。

本文重点介绍了近年来水凝胶的制备方法,同时综合介绍了水凝胶在医药、工农业等领域的应用,并对其未来的发展进行了展望。

%Hydrogel was a kind of three-dimensional network structure with new functional polymer materials,with good biocompatibility and good responsibility for foreign stimulates,was widely used inindustry,agriculture,medicine,etc.The preparation and applications of the hydrogel in industrial and pharmaceutical industry were reviewed,and the future development was prospected.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2012(040)010【总页数】4页(P11-13,35)【关键词】水凝胶;高分子聚合物;制备;应用【作者】顾雪梅;安燕;殷雅婷;张玉星【作者单位】贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳550003;贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳550003;贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳550003;贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳550003【正文语种】中文【中图分类】O648.17Abstract:Hydrogel was a kind of three－dimensional network structure with new functional polymer materials，with good biocompatibility and good responsibility for foreign stimulates，was widely used in industry，agriculture，medicine，etc.The preparation and applications of the hydrogel in industrial and pharmaceutical industry were reviewed，and the future development was prospected.Key words:hydrogel;polymer;preparation;application水凝胶是一种能够在水中溶胀并保持一定水分而又不溶于水的具有三维网络结构的新型功能高分子材料，兼有固体和液体的性质［1］。

稀水溶液中羧甲基壳聚糖与聚N-异丙基丙烯酰胺的复合行为

高，合体系的相变温度较纯ＰＩＡ的高，其是混ＮＰ尤
ａ级分２ｂ级分５配比１：；：；：
：．配比３：【ｏ８；Ｐ＾
Ｐ０配比２ｗｏＮ Ⅱ ；：Ｊ
踟珥．８
较大分子量的ＰＩＡ与ＣＳ的混合体系表现出ＮＰＭＣ的现象更为显著。原因可能是，着配比的增大，随体系中ＣＳＭＣ的量增加，ＮＰＰＩＡ链几乎完全参与与ＣＳ复合，使ＰＩＡ链蜷曲时所需能量增加，ＭＣ的ＮＰ
为０８，ＭＣ与ＰＩＡ之间的复合几乎达到．时ＣＳＮＰ
最大程度。随着质量比由０加到７２增．，不同级分的ＰＩＡ应的复合溶液的ＬＳ都有增大，明ＣＳＮＰ对ＣＴ表ＭＣ
骨架上的亲水性基团．如羧基、羟基、酰胺基与
的缠结程度较高，ＮＰＰＩＡ链收缩受到限制：相反。分子量小的ＰＩＡ与ＣＳ间的缠结程度较小．ＮＰＭＣ之
ＰＩＡ链自由度相对较高，从而在升温过程中容ＮＰ易蜷曲。生相变产图３混合体系ＬＳ￣应体系中组分质量比为ＣＴ
１４ＰＩＡ溶液和ＣＭＣＳＰＰ。ＮＰ／ＮｌＡ复合溶液的配制配制ＰＩＡ水溶液浓度为２０１～／．ＭＣＮＰ．Ｘ０ｇｍＬＣＳ水溶液浓度为２５ｌ－／ｌ．ｘＯ３ｒＬｇｌＣＳＰＩＡ混合溶液的配制：ｌＬＰＩＡＭＣ／ＮＰ取ｍＮＰ溶液至１ｍＬ０容量瓶中。取一定量的ＣＳ液．蒸再ＭＣ溶用

PNIPAAmCMC半互穿网络水凝胶的合成及性质

第27卷第2期高分子材料科学与工程Vol.27,No.2 2011年2月POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERINGF eb.2011PNIPAAm/CMC 半互穿网络水凝胶的合成及性质于跃芹,李延顺,祝纯静,刘玲秀(青岛科技大学化学与分子工程学院,生态化工教育部重点实验室,山东青岛266042)摘要:以N 马来酰化壳聚糖为交联剂,N 异丙基丙烯酰胺(N IPAAm )为单体,羧甲基纤维素钠(CM C)为半互穿材料,在水溶液中通过自由基聚合制备了PNI PAAm/CM C 半互穿网络水凝胶。

所合成的水凝胶的低临界溶解温度(L CS T )在33 左右,CM C 的加入对水凝胶的L CST 无显著影响,但随着CM C 用量的增加,水凝胶的温度敏感性会逐渐减弱。

25 时水凝胶的溶胀速率和饱和溶胀度均随CM C 用量增大而增大。

溶胀介质的离子强度对水凝胶的溶胀性能有显著影响,在浓度高于0 05g/mL(离子强度0 854mol/L )的N aCl 溶液中水凝胶的饱和溶胀度明显下降。

关键词:PN IPAA m/CM C 水凝胶;半互穿网络;温敏性;溶胀中图分类号:T Q 316.6 文献标识码:A 文章编号:1000 7555(2011)02 0013 03收稿日期:2009 12 14基金项目:山东省自然科学基金资助项目(Y2006B10);青岛市科技计划基础研究项目(09 1 3 33 JCH)资助通讯联系人:于跃芹,主要从事生物高分子材料制备及研究, E mail:qustyu@智能水凝胶是一类受外界环境微小的物理和化学刺激(如温度、pH 值、离子强度等)而其自身性质发生明显变化的水凝胶。

聚N 异丙基丙烯酰胺(PN I PAAm)是典型的温度敏感性水凝胶,在32 附近能够发生可逆的、不连续的体积相转变,这一温度被称为低临界溶解温度(LCST )[1~4]。

互穿聚合物网络(IPN)技术是改善水凝胶应用性能的一种方法。

水凝胶的制备及其温度和pH敏感性研究

以羧甲基壳聚糖(CMCS)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)为原料,采用粘土作为交联剂制备一种新型的纳米复合水凝胶(PNIPAAm/CMCS/Clay),并对其进行表征.研究CMCS及粘土用量、水介质温度及pH值对该凝胶性能的影响.结果表明该凝胶具有明显的温度和pH值双响应性,溶胀度随CMCS的增加和粘土用量的减少而增大.
作者:王胜
学位授予单位:上海大学
1.期刊论文卢研.向鑫.唐燕春.马敬红.梁伯润.LU Yan.XIANG Xin.TANG Yan-chun.MA Jing-hong.LIANG Bo-run
聚N-异丙基丙烯酰胺/羧甲基壳聚糖纳米复合水凝胶制备及响应性能-东华大学学报(自然科学版)2007,33(1)
采用60Co-γ射线对羧甲基壳聚糖(CMCS)和N-异丙基丙烯酰胺敏感性的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)/CMCS半互穿网络水凝胶。该水凝胶将PNIPAAm温度敏感性的低临界溶解温度(LCST)由32℃提高到人体温度37℃以上,同时也大幅度提高了水凝胶的溶胀比;用考马斯亮蓝作为药物模型,研究了该共聚物水凝胶在不同温度下的药物释放性能。
实验结果如下:
1.制备的5个CMCH样品均具有良好的水溶性、相似的分子结构和较高的DS(1.12-
2.39),且与相应的原料壳聚糖相比,羧甲基化前后,脱乙酰度基本保持稳定。
2.5个CMCH样品均具有促进MEF细胞增殖的活性。用MTT-CVS检测细胞增殖的实验说明不同MW的CMCH对MEF细胞增殖的作用情况相似;CMCH样品(DD 70.3-79.9%,DS 1.12-1.26)促进MEF细胞增殖的最小浓度是50μg/ml。高DD的CMCH样品有较强的促进细胞增殖的能力,在DD从70.3%增至9
1.采用丙烯酸(AA)与NIPA共聚改变了水凝胶的LCST,其变化受介质PH值影响。网络中具有亲水性的CMCS长链在凝胶体积发生相变时,由于体积排斥作用和静电排斥作用使凝胶内部形成大的孔洞结构,作为疏水通道,从而使P(NIPA—co—AA)/CMCS水凝胶向应速度较快。

壳聚糖智能水凝胶

封面壳聚糖智能水凝胶作者：吴雪辰罗育阳摘要：壳聚糖智能水凝胶作为一种天然高分子材料，由于其来源于自然而具有的生物可降解性、无毒、来源广泛等优良的性能，近些年已经成为研究的热点。

而智能水凝胶本身对温度、PH、电磁性能等外界刺激能做出迅速的反应同时也收到广泛关注。

结合两者的优点合成的壳聚糖智能水凝胶更是具有了更加突出的优势。

下面从定义、制备以及应用等方面简单的对壳聚糖智能水凝胶最近几年的发展进行浅析。

关键词：壳聚糖，智能水凝胶，壳聚糖智能水凝胶，药物缓释。

1．定义甲壳素是由N-乙酰-2-氨基-D-葡萄糖以β-1,4糖苷键形式联接而成的多糖，是一种天然高分子化合物。

壳聚糖是其乙酰化产物。

壳聚糖与甲壳素结构的差别在于C2位的取代基不同，壳聚糖是氨基（—NH2），而甲壳素是乙酰氨基（—NHCOCH3）。

Fig.1是甲壳素与壳聚糖的化学结构式。

[1]脱乙酰基Fig.1水凝胶或称含水凝胶为亲水性但不溶于水的聚合物, 它们在水中可溶胀至一平衡体积仍能保持其形状。

[2]智能水凝胶一般是有机高分子水凝胶材料，其上的功能基团使水凝胶的吸水量对周围环境敏感如温度、pH、电、光或离子强度等，所以称作“智能”。

[3]壳聚糖分子由于主链或侧链上带有大量的亲水基团和有适当的交联网络结构，所以可形成智能水凝胶。

[4]2．制备（1）壳聚糖壳聚糖可通过天然的甲壳素支链水解直接制得。

（2）智能水凝胶智能水凝胶的制备方法比较复杂，可通过以下方法制得：Ⅰ.水溶性高分子的交联法[5]Ⅱ.接枝共聚法（3）壳聚糖智能水凝胶的制备翟延飞[6]研究认为壳聚糖主链上含有大量的亲水集团，尤其是2位上的氨基常作为交联点，能与甲醛、戊二醛等双官能团交联剂反应，使线性壳聚糖链间由碳氧双键交联成水凝胶。

常用的交联剂有：戊二醛，甲醛，亚甲基二丙烯酰胺，京尼平等，这种方法是化学交联法。

化学交联法制备的凝胶具有以下特点：交联均匀；通过不同的交联剂可以制备不同性质的水凝胶；制备薄膜纤维等形状；适合多糖类、蛋白质等生物天然高分子等。

温度和pH值对智能水凝胶溶胀行为的影响

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胶体与聚合物
第 27 卷
胀率开始明显下降时所对应的温度，即为该水凝
胶样品的体积相转变温度（VPTT 值）。
SR = (Ws - Wd)/ Wd
(1)
1.4 智能水凝胶 pH 敏感性的测试
按照文献[6]中方法配制 pH 值分别为 2.0、3.7、
5.4、6.25、7.1、8.8、10.5、11.35，离子强度均为 50
图 3 PNIPAAm 和 PNIPAAm/CMC 水凝胶在 25℃不同 pH 缓冲液中的溶胀率
从图 3 中可以看出，pH 对 PNIPAAm 和 PNIPAAm/CMC 水凝胶的溶胀率均有影响。 PNIPAAm 水凝胶的溶胀率最低点出现在中性环境中，这是因为此 pH 值正是 N-MACH 的等电点，水凝胶网络中的-COOH 几乎全部电离为-COO-，而 -NH2 接受质子形成-NH3+，正负电荷数量相等，正负电荷的吸引力远大于同种电荷之间的斥力，水凝胶网络微观上处于收缩状态，所以水凝胶的溶胀率降到最低。在酸性和碱性环境中，同种电荷之间的排斥大于异种电荷之间的吸引，所以使得水凝胶的网络向外扩张，溶胀率升高。
与 PNIPAAm 相似，PNIPAAm/CMC 半互穿
第4期
李延顺等：温度和 pH 值对智能水凝胶溶胀行为的影响
11
Swelling Ratio
网络水凝胶的溶胀率也随着温度的上升而下降，在 33℃会有很明显的下降趋势。这说明 PNIPAAm/CMC 水凝胶的 VPTT 也是 33℃ ， CMC 的加入并没有改变水凝胶的 VPTT。虽然 CMC 中含有亲水性的羧基和羟基，但是它们和 NIPAAm 分子之间并没有化学键合，所以没有改变水凝胶的 VPTT，这是半互穿网络材料的典型特点[7]。但是从图 2 中可以看出，CMC 用量多的水凝胶在相同温度下的溶胀率较高，这是因为 CMC 中的亲水基团会和水分子形成氢键，使更多的剂高温恒温槽（上海精密科学仪器有限公司）；

含5-氟尿嘧啶的羧甲基纤维素钠／聚(N-异丙基丙烯酰胺)半互穿网络水凝胶的药物释放性能

Ｐｌ（ｉｏｒｐｌｃｙａｄ）ＳｍｉＩｔｒｅｅｒｔｎｄｏｅｏｙＮ－ｓｐｏｙａｒｌｍｉｅｅ－ｎｅｐｎｔａｉｇＨｙｒｇｌ
ＭＡｉｇｈｎＳＨＩＹａ —ｉＬＩＺｈｎ，ＬＡＮＧｏｒｎＪｎ — ｏｇ，ｎｌ，ｅＩＢ —ｕ
ｈｄｒｇｅｓｈａｔｎｉｌｔｓｄａｈｅｏａｅｉｅｙｏｆ５Ｆｕ．ｙｏｌｓｐｏｅｔａｏｂｅｕｅｓｔｒｌｄｌｖｒ－
ＫｅｒｓｓｄｕｃｒｏｙｔｙｃｌｕｏｅｏｙＮ —ｓｐｏｙａｒｌｍｉｅ；ｓｍｉｎｅｐｎｔａｉｇｙｗｏｄ：ｏｉｍａｂｘｍｅｈｌｅｌｌｓ；ｐｌ（ｉｏｒｐｌｃｙａｄ）ｅ～ｔｒｅｅｒｔｎｉ
ｄｕｒｇ，５ｆｕｒｕａｉ５Ｆ）ｗａｅｆｒｅ，Ｉｓｆｕｄｔａｔ３ ℃ （ｂｖｈ－ｌｏｏｒｃｌ（一ｕｓｐｒｏｍｄｔｗａｏｎｈｔａ７ａｏｅｔｅＶＰＴＴ）ａｄｐ一ｎＨ
７４，ｔｅｒｌａｅｒｔｎｍｏｎｆ５Ｆｕｉｃｅｓｔｈｎｒａｉｇｏ．ｈｅｅｓａｅａｄａｕｔｏ－ｎｒａｅｗｉｈｔｅｉｃｅｓｎｆＣＭＣｃｎｅｔｉｈｏｔｎｎｔｅＣＭＣ／
（ｔｔｙＬａｏａｏｙｆｒＭｏｉｃｔｎｏｅｉａｉｅｓａｄＰｌｍｅａｅｉｌ，ｌｅｅｏＳａｅＫｅｂｒｔｒｏｄｆａｉｆＣｈｍｃｌＦｂｒｎｏｙｒＭｔｒａｓＣｏｌｇｆｉｏＭａｅｉｌｃｅｃｎｇｎｅｉｇｔｒａｓＳｉｎｅａｄＥｎｉｅｒｎ，Ｄｏｇｕｉｅｓｔ，Ｓａｇａ２０５，ｉａｎｈａＵｎｖｒｉｙｈｎｈｉ００Ｃｈｎ）１

聚n-异丙基丙烯酰胺水凝胶的制备及热致聚集行为

聚n-异丙基丙烯酰胺水凝胶的制备及热致聚
集行为
聚n-异丙基丙烯酰胺（poly N-isopropylacrylamide，PNIPAM）水凝胶是一种具有智能响应性质的高分子材料，能够在温度变化时发
生大幅度体积变化。

本文旨在介绍聚n-异丙基丙烯酰胺水凝胶的制备
方法以及热致聚集行为。

首先，制备PNIPAM水凝胶的常用方法是自由基聚合法。

将n-异
丙基丙烯酰胺、交联剂和引发剂混合后，在恒温下加热并搅拌反应，
得到PNIPAM水凝胶。

其中，交联剂可以选择N,N’-甲撑二丙烯酰胺、双(甲基丙烯酰氧基)乙烷等；引发剂可以选择过硫酸铵、过硫酸钾等。

其次，PNIPAM水凝胶的热致聚集行为是由于PNIPAM在温度为32℃左右时，由于聚合物链的普遍崩解及亲水性增加而发生溶胀坍塌转变。

研究表明，当PNIPAM水凝胶的温度高于32℃时，水凝胶内部的聚合物链崩解，水凝胶体积减小；当温度低于32℃时，PNIPAM水凝胶内部的
聚合物链重新聚集，水凝胶体积增加。

综上所述，PNIPAM水凝胶的制备及热致聚集行为是研究PNIPAM
材料智能响应性能的关键。

通过PNIPAM水凝胶的研究和应用，不仅能
为智能材料的制备提供重要参考，也对生物医学和纳米材料领域的应
用具有广泛的潜力。

《羧甲基壳聚糖自愈合抗菌水凝胶的制备及性能研究》范文

《羧甲基壳聚糖自愈合抗菌水凝胶的制备及性能研究》篇一一、引言近年来，随着医疗健康领域对新型材料需求的增加，具有良好生物相容性和优异抗菌性能的材料引起了广泛关注。

羧甲基壳聚糖（CMCS）作为一种天然高分子材料，具有优良的生物相容性、生物降解性和抗菌性，被广泛应用于制备生物医用材料。

本文旨在研究羧甲基壳聚糖自愈合抗菌水凝胶的制备方法及其性能，以期为新型医用材料的开发提供理论基础和实践指导。

二、材料与方法1. 材料羧甲基壳聚糖、交联剂、抗菌剂、去离子水等。

2. 制备方法（1）羧甲基壳聚糖的制备：采用化学改性的方法，将壳聚糖进行羧甲基化改性，得到羧甲基壳聚糖。

（2）水凝胶的制备：将羧甲基壳聚糖、交联剂和抗菌剂按一定比例混合，加入去离子水，通过搅拌、冷冻和解冻等步骤，制备得到羧甲基壳聚糖自愈合抗菌水凝胶。

3. 性能测试采用扫描电子显微镜（SEM）观察水凝胶的微观结构；通过拉伸试验测试水凝胶的力学性能；采用抗菌实验评价水凝胶的抗菌性能；通过细胞毒性实验评估水凝胶的生物相容性。

三、结果与讨论1. 微观结构通过扫描电子显微镜观察，制备得到的羧甲基壳聚糖自愈合抗菌水凝胶具有多孔的三维网络结构，有利于细胞的生长和营养物质的传输。

2. 力学性能拉伸试验结果表明，羧甲基壳聚糖自愈合抗菌水凝胶具有较好的拉伸性能和较高的断裂强度，满足一定程度的拉伸和弯曲需求。

此外，水凝胶具有一定的自愈合性能，能够在一定程度上恢复其原有的力学性能。

3. 抗菌性能抗菌实验表明，羧甲基壳聚糖自愈合抗菌水凝胶对常见细菌具有良好的抑制作用，能够有效降低细菌的存活率。

这主要归因于羧甲基壳聚糖的抗菌性能和交联剂形成的三维网络结构对细菌的阻隔作用。

4. 生物相容性细胞毒性实验结果显示，羧甲基壳聚糖自愈合抗菌水凝胶具有良好的生物相容性，对细胞无明显的毒性作用。

这为水凝胶在生物医用领域的应用提供了良好的基础。

四、结论本文成功制备了羧甲基壳聚糖自愈合抗菌水凝胶，并对其性能进行了系统研究。

壳聚糖接枝聚丙烯酰胺水凝胶的制备

壳聚糖接枝聚丙烯酰胺水凝胶的制备1.引言1.1 概述壳聚糖接枝聚丙烯酰胺水凝胶是一种新型的生物材料，具有广泛的应用前景。

水凝胶材料具有良好的水吸附性和水保持性能，可用于药物传递、组织工程、化妆品和食品工业等领域。

然而，传统的水凝胶材料往往具有机械强度低、易引起过敏反应等缺点，限制了其在实际应用中的发展。

壳聚糖是一种天然产物，具有生物相容性、可降解性等优良性质，然而其应用受到限制。

为了改善壳聚糖的性能，研究人员将壳聚糖与聚丙烯酰胺进行接枝，制备出了壳聚糖接枝聚丙烯酰胺水凝胶。

这种新型水凝胶既继承了壳聚糖的生物特性，又具备了聚丙烯酰胺的物理性能，可用于各种应用。

本文旨在介绍壳聚糖接枝聚丙烯酰胺水凝胶的制备方法，并分析该材料的优势和未来发展方向。

通过对其制备方法的介绍和对优势的探讨，希望能够为该材料的进一步研究和应用提供科学依据和指导，促进其在医学、生物工程和化工领域的应用。

总之，壳聚糖接枝聚丙烯酰胺水凝胶是一种具有潜力的新型材料，其制备和性能具有重要的研究价值和应用前景。

通过本文的研究，相信可以为该材料的进一步开发和应用奠定基础，推动相关领域的发展进步。

文章结构部分应该包括对整篇文章的组织和内容安排进行介绍。

以下是可能的内容：1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分包括概述、文章结构和目的三个方面的内容。

概述部分将简要介绍壳聚糖接枝聚丙烯酰胺水凝胶的制备方法，并指出该水凝胶的应用潜力。

文章结构部分将详细列出整篇文章的大纲，以便读者清楚了解文章的内容和章节安排。

目的部分说明了本文的目标，即通过研究壳聚糖接枝聚丙烯酰胺水凝胶的制备方法，探索其优势，并提出未来的发展方向。

正文部分将包括聚丙烯酰胺水凝胶的制备方法和壳聚糖接枝聚丙烯酰胺水凝胶的制备方法两个章节。

在聚丙烯酰胺水凝胶的制备方法章节，将介绍主要的制备步骤、原材料和实验条件等内容。

在壳聚糖接枝聚丙烯酰胺水凝胶的制备方法章节，将详细介绍壳聚糖和聚丙烯酰胺的接枝方法，以及制备过程中可能遇到的问题和解决方案。

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。

水凝胶在医学领域的研究现状

作者简介：王薇（1994-），女，硕士，助理工程师，主要研究方向为医用高分子材料。

*为通讯作者收稿日期：2022-11-02水凝胶是一类极为亲水的三维网络结构凝胶，它在水中迅速溶胀并在此溶胀状态下可以保持大量体积的水而不溶解，具有良好的相容性和生物降解性，被广泛的应用到药物输送、组织再生等医学领域。

本文将主要对水凝胶的制备方法、性质及应用进行综述，重点介绍水凝胶的制备方法及其在医学领域中的应用。

1　水凝胶的分类与制备根据水凝胶的键合方式的不同，水凝胶可以分为物理水凝胶和化学水凝胶。

1.1　物理水凝胶的制备物理凝胶是通过物理作用力，如静电作用、氢键、链的缠绕等形成的，通过加热凝胶可转变为溶液，所以也被称为假凝胶或热可逆凝胶。

制备物理水凝胶通常采用的方法有：缔合交联、离子交联、氢键和疏水相互作用、结晶作用。

刘畅[1]以丙烯酰胺(AM )为亲水主单体,辛基酚聚氧乙烯10醚丙烯酸酯(OP10-AC )为疏水单体,在表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS )的水溶液中，通过自由基胶束聚合制备一系列疏水缔合水凝胶(简称HA -gels )，具有优异的性能。

Haitao Zhang 等[2]采用物理双交联法制备了聚丙烯酰胺（CMC -Fe 3+/PAAm ）双网络水凝胶。

在这种水凝胶中，Fe 3+交联羧甲基纤维素（CMC ）用作耗散能量的第一网络，疏水缔合PAAm 用作维持水凝胶完水凝胶在医学领域的研究现状王薇1,2，李丹杰1,2，李菲1,2，夏培斌1,2，王超威1,2，余刘洋1,2，杨亚杰1,2，程杰1,2，崔景强1,2 *(1.河南省医用高分子材料技术与应用重点实验室，河南长垣 453400；2.河南驼人医疗器械研究院有限公司，河南长垣 453400)摘要：水凝胶是一个三维网络且具有高含水量和高溶胀性的结构聚合物，可以模拟人体组织，具有良好的生物相容性，是组织工程理想的生物材料。

本文主要介绍了水凝胶在医学领域的应用现状，旨在为水凝胶在医学领域的研究和产品转化提供参考，并对水凝胶在医学领域的发展进行了展望，提出了未来可进一步研究的方向。

聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶相转变机理

聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶相转变机理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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水凝胶类材料的表征方法概述

智能水凝胶类材料的表征方法探讨摘要：水凝胶是以水为分散介质的凝胶。

具有交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团而形成能遇水膨胀的交联聚合物。

水凝胶类材料在各个领域被广泛的应用并且应用范围不断扩大，为了适应生产和生活的发展需要，水凝胶类材料的性质需要通过各种近代分析技术被详细的表征。

主要表征有溶胀测试（SR），热差分析（DSC），红外分析表征（FTIR），紫外表征（UV），透射电子显微镜(TEM)，原子力显微镜（AFM）等，本文就这几种常见的表征分析方法在智能水凝胶性能表征中的应用情况加以概括分析。

1.水凝胶（Hydrogel）简介水凝胶是以水为分散介质的凝胶。

具有交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团而形成能遇水膨胀的交联聚合物。

是一种高分子网络体系，性质柔软，能保持一定的形状，能吸收大量的水。

凡是水溶性或亲水性的高分子，通过一定的化学交联或物理交联，都可以形成水凝胶。

这些高分子按其来源可分为天然和合成两大类。

天然的亲水性高分子包括多糖类（淀粉、纤维素、海藻酸、透明质酸，壳聚糖等）和多肽类（胶原、聚L-赖氨酸、聚L-谷胺酸等）。

合成的亲水高分子包括聚乙烯醇、丙烯酸及其衍生物类（聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸，聚丙烯酰胺，聚N-聚代丙烯酰胺等）。

最常用的领域是在智能药物领域的应用。

智能药物是利用高分子智能载体制备而成的，通过系统协调材料内部的各种功能，对环境可感知且可响应，它能对周围环境的刺激因素，如温度、pH值、离子、电场、磁场、溶剂、反应物、光或应力等做出有效响应并且自身性质也随之发生变化，能够达到定量、定时、定位靶向、高效、低毒，其释药行为与人体生理环境和相关病理要求一致的智能化效果，解决了常规片剂、胶囊、注射剂等药物不能按疾病本身要求释放药物且不良反应多的缺陷，降低药物毒副作用，使临床用药更科学、合理，达到了治疗疾病时用药的智能化和按需释放药物，减少给药次数，避免重复给药和盲目用药给患者带来的损伤，减轻患者的经济负担。

基于聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸)水凝胶合成与应用研究进展

基于聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸)水凝胶合成与应用研究进展张倩;陈凯月;焦体峰【摘要】智能聚合物水凝胶受到温度、pH、离子强度及其他生物分子等环境影响时,能够产生快速的响应行为,有着诱人的应用前景,因而受到了人们的广泛关注.近10年间,人们合成了聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸)[P(NIPAM-AA)]及其共聚物水凝胶,其合成方法、性能及应用已在文献中报道.本文主要介绍了[P(NIPAM-AA)]水凝胶在医学、环境、纳米技术、催化与光子学领域的合成、基本性能及应用.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2018(046)001【总页数】4页(P6-8,14)【关键词】聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸);水凝胶;性能;复合材料【作者】张倩;陈凯月;焦体峰【作者单位】迁安市环保局, 河北迁安 064400;燕山大学环境与化学工程学院, 河北秦皇岛 066004;燕山大学环境与化学工程学院, 河北秦皇岛 066004;燕山大学环境与化学工程学院, 河北秦皇岛 066004【正文语种】中文【中图分类】O648.11水凝胶是一种具有交联结构的胶体粒子如图1所示[1],粒径通常是在0.1～10μm 之间,可在合适的溶剂中膨胀,同种水凝胶在整个网络结构中具有相同的组成和结构[2]。

在核壳水凝胶颗粒中,核与壳属于不同种材料[3],中心处水凝胶的交联密度比周边交联密度要高,故视为一种壳核结构。

在本文中着重研究均匀的水凝胶颗粒。

反应性水凝胶在外部环境温度[4-6]、pH[7]、离子强度[8]、分子键[9]、光[10]、磁场[11]等刺激下会迅速产生溶胀、消溶的轻微变化,智能水凝胶由于其在药物运输[12],葡萄糖传感[13-14],光电[15],催化[16-17],环境科学[18]等领域的潜在应用,因而受到了广泛关注。

聚(N-异丙基丙烯酰胺)[P(NIPAM)]是智能水凝胶的一种[19-27],这种温敏性凝胶在32℃时颗粒会突然变小[4],这个临界温度称为体积相变温度(VPTT)。

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。

羧甲基纤维素钠基水凝胶的制备及性能研究

羧甲基纤维素钠基水凝胶的制备及性能研究1.1水凝胶1.1.1 水凝胶的简介水凝胶（Hydrogel）是能大量吸收溶剂且具有一定溶胀性能的三维网络结构的凝胶。

水凝胶主要是由生物聚合物或聚电解质形成的结构，含有大量的滞留水，溶胀之后依然能够保持其原有的结构而不发生溶解。

水凝胶主要是以高分子为主体的网络体系，柔韧性很好，具有一定的形变恢复能力，不仅吸水能力强可以吸收大量的水分，而且也具有保持网格体系中水分不流失的能力。

束缚在凝胶网络中的水分，仍然可以自由活动。

水凝胶的这种结构与生物体的结构很相似，因此水凝胶在生物体中也有良好的相容性，同时水凝胶还有对外界环境中的刺激（如环境中的温度、溶液中的pH等）产生响应的特性，许多行业都曾开发过水凝胶来满足自身的需求，如工业、农业、医学等领域。

水凝胶凭借其优异的性能为其在各行各业的应用开辟了广阔的道路，与其相关的研究和开发以及销售都有长足的发展。

研究出性能更加优良，应用更加广泛的水凝胶材料日益成为人们关注的重点，其中对环境敏感型、超强吸水吸液速率型、耐盐型和高强度型水凝胶材料的研发得到人们的广泛关注。

1.1.2水凝胶的分类水凝胶根据所用合成材料的不同，可分为合成材料水凝胶和天然材料水凝胶。

天然材料是指存在于自然界自然形成的高分子物质，如纤维素、壳聚糖、淀粉、海藻酸等。

合成材料是通过化学反应合成出来的人工高分子物质如聚乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚丙烯氰等。

通过形成水凝胶交联方法的不同，可以将水凝胶分为了物理水凝胶和化学水凝胶。

物理凝胶是通过分子间的作用力，如静电作用力、离子键、氢键或者和链缠绕等方式构成三维空间结构的凝胶。

这类凝胶被称为假凝胶或热可逆凝胶，非永久性的。

加热可以使其水凝胶形态转换为溶液。

而化学交联是使用交联剂、引发剂，通过形成共价键的方式来构建凝胶的网格体系。

根据对外界反应程度，将水凝胶分为常态水凝胶和敏感型水凝胶。

常态水凝胶指的就是在外界环境的刺激下没有响应，不会改变本身的空间网状结构和理化性能。

壳聚糖与N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚

壳聚糖与N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚
郑静;王俊卿;苏致兴
【期刊名称】《应用化学》
【年(卷),期】2003(020)012
【摘要】采用自由基溶液聚合,在水溶液中合成了具有温敏性的羧甲基壳聚糖接枝N-异丙基丙烯酰胺共聚物,采用红外、 X射线衍射,对相关化合物进行了表征,并探讨了反应的机理. 通过对温度、反应时间、引发剂浓度、溶剂体积、N-异丙基丙烯酰胺浓度的调节,获得最佳的反应条件:壳聚糖0.3 g,引发剂K2S2O810 mg,单体N-异丙基丙烯酰胺1.5 g,溶剂(水)用量15 mg,70 ℃左右反应2 h左右.
【总页数】4页(P1204-1207)
【作者】郑静;王俊卿;苏致兴
【作者单位】兰州大学化学化工学院,兰州,730000;兰州医学院,兰州;兰州大学化学化工学院,兰州,730000
【正文语种】中文
【中图分类】O636.1
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1.交联聚(N-异丙基丙烯酰胺)/(海藻酸钠/聚(N-异丙基丙烯酰胺))半互穿网络水凝胶的制备及其溶胀性能 [J], 张高奇;查刘生;梁伯润
2.海藻酸钠与N-异丙基丙烯酰胺接枝共聚及其温度、pH敏感特性研究 [J], 许立新;王秀芬;张立群;刘力
3.聚N-异丙基丙烯酰胺/壳聚糖温敏性敷料--自剥离伤口敷料的制备及性能研究
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