新型互穿网络超大孔水凝胶的制备、性能及表征

以丙烯酸、丙烯酰胺为基体，以乙烯基吡咯烷酮为预聚体，利用新型两步聚合法和发泡技术，制备了聚（丙烯酸．丙烯酰胺），聚乙烯基吡咯烷酮互穿网络超大孔水凝胶．采用差示扫描量热法（DSC）、红外光谱（FT-IR）和扫描电镜（SEM）等分析技术对所得水凝胶进行了表征，并研究了水凝胶的溶胀行为和凝胶强度．实验结果表明：该水凝胶具有相互连通的孔结构，溶胀行为在几分钟内即可完成；以新型两步法制备的互穿网络结构（IPN），大大提高了超大孔水凝胶的强度，新型两步法是制备IPN的有效方法之一．

P(AA-/APDM)MDAAC互穿网络超大孔水凝胶的制备及吸附染料研究

以P(AA-AM)超大孔水凝胶(SPH)为基体,以二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为第二聚合物网络单体,采用分步法合成P(AA-AM)/PDMDAAC互穿网络超大孔水凝胶(I-SPH),利用FTIR、SEM对材料的结构与性能进行表征,并将I-SPH应用于吸附染料。结果表明:可成功制得I-SPH,且I-SPH仍维持良好的孔结构;I-SPH对阳离子红染料(X-GRL)及酸性蓝染料(5GM)的脱色率分别为90.7%、97.6%,吸附容量分别为8.98 mg/g、9.73 mg/g;第5次重复使用,其脱除率仍分别达80.3%、90.4%。

单宁酸改性互穿网络水凝胶促进断裂跟腱术后的组织重塑

背景:跟腱断裂术后的再生与重塑是临床治疗的难点,组织工程水凝胶材料为促进跟腱修复提供了可能。目的:探究单宁酸改性互穿网络水凝胶对大鼠断裂跟腱组织再生与重塑的作用。方法:①通过蓝光照射及CaSO4溶液浸泡交联制备单宁酸改性互穿网络水凝胶,表征水凝胶的微观形貌、力学性能、黏附性能、体外释药性能与生物相容性。②取30只SD大鼠,采用随机数字表法分为假手术组、手术组与水凝胶组,每组10只,后2组建立右后肢跟腱断裂模型,手术组采用改良Kessler法将断裂跟腱重新缝合,水凝胶组采用相同术式缝合断裂跟腱后将单宁酸改性互穿网络水凝胶贴片完全缠绕包裹于断端接合处。术后4周,对断裂跟腱进行影像学检查、组织学评价、生物力学测试及炎症因子水平检测。结果与结论:①扫描电镜下可见单宁酸改性互穿网络水凝胶呈多孔微观结构,孔径为3-10μm,并且水凝胶具备良好的体外释药性能、黏附强度与拉伸强度;CCK-8检测与活/死染色显示,该水凝胶对大鼠骨髓间充质干细胞增殖活性无明显影响,具备良好的生物相容性。②MRI成像显示,与手术组比较,水凝胶组大鼠跟腱呈均一低信号,跟腱前后径厚度减小,与周围组织分界更为明确,表现更接近假手术组。苏木精-伊红与Masson染色显示,手术组大鼠跟腱纤维排列松散混乱,细胞密度增加且排布杂乱,伴有明显炎性细胞浸润,部分区域出现腱内骨化;水凝胶组大鼠跟腱纤维排列有序,细胞密度降低且排布规整,炎性细胞浸润明显减少。手术组大鼠跟腱的拉伸强度低于假手术组(P<0.05),水凝胶组大鼠跟腱的拉伸强度高于手术组(P<0.05)。与假手术组比较,手术组大鼠跟腱中白细胞介素1β、白细胞介素6及肿瘤坏死因子α质量浓度及mRNA表达升高(P<0.05);与手术组比较,水凝胶组3种炎症因子水平及mRNA表达降低。③结果表明,单宁酸改性互穿网络水凝胶可显著抑制局部炎症反应、促进断裂跟腱组织重塑。

聚丙烯酰胺/丙烯酸钾互穿网络多孔水凝胶的制备和性能

以丙烯酸、丙烯酰胺为单体,过硫酸钾为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,利用水溶液聚合法和乙醇致孔法制备了聚丙烯酰胺/丙烯酸钾互穿网络多孔水凝胶。采用红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)等分析技术对水凝胶进行了表征,研究了水凝胶的溶胀行为和吸0.9%NaCl(质量分数,下同)盐水的能力。实验结果表明,该多孔水凝胶具有较快的吸水速率,其最高吸水倍率可达3600g/g,吸0.9%NaCl盐水倍率最大可达120g/g,凝胶粉末能在8min内达到溶胀平衡。

PVA-PAMPS-PAA三元互穿网络型水凝胶的合成及其性能研究

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)以及聚乙烯醇(PVA)为原料,制备了PVA-PAMPS-PAA三元互穿网络型(T-IPN)水凝胶.红外分析表明,PVA与PAA以及PAMPS之间形成了较强的氢键,使得PVA分子上的C—O伸缩震动吸收峰移向了低波数处.X射线衍射以及电镜分析表明,当PVA用量较低时,PVA能均匀的穿插于凝胶网络中,形成完善的互穿网络结构,当PVA用量过高时,部分的PVA结晶而使得凝胶出现相分离.研究了该三元互穿网络型水凝胶的溶胀性能,结果表明,该水凝胶的平衡溶胀比在200至340之间,并且随着AA以及AMPS用量的增加,凝胶的溶胀速率以及平衡溶胀比均升高.该三元互穿网络型水凝胶在酸性溶液中和在碱性溶液中表现出截然不同的消溶胀性能;并且随着溶液pH的升高,凝胶在pH=9.0附近出现体积突变,表现出pH敏感性.通过研究T-IPN水凝胶的抗压缩性能发现,利用线型高分子、柔性高分子网络以及刚性高分子网络制备的三元互穿网络型水凝胶能在高溶胀比下保持较高的强度.溶胀比为180的T-IPN水凝胶,其最大抗压缩强度可达12.1 MPa.进一步研究发现,凝胶的组成以及溶胀比均对凝胶的抗压缩强度和压缩应变均存在较大的影响.

海藻酸钠和聚N-异丙基丙烯酰胺半互穿网络水凝胶的溶胀动力学研究

以海藻酸钠 (SA)和N 异丙基丙烯酰胺 (NIPAM)为原料 ,制备出具有温度敏感性的半互穿网络水凝胶 (SA PNIPAMsemi IPN) .主要研究了海藻酸钠用量、水介质温度及pH值对该凝胶溶胀速率的影响 .结果表明 ,在PNIPAM最低临界溶解温度 (LCST)以下 ,该凝胶的溶胀速率随着凝胶网络中SA组分的增加而增大 ,且溶胀速率取决于高分子链的松弛速率 ;pH对凝胶溶胀速率的影响与温度有关 ,温度对溶胀速率的影响与pH有关 .

PNIPAAm/CMC半互穿网络水凝胶的合成及性质

以N-马来酰化壳聚糖为交联剂,N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)为单体,羧甲基纤维素钠(CMC)为半互穿材料,在水溶液中通过自由基聚合制备了PNIPAAm/CMC半互穿网络水凝胶。所合成的水凝胶的低临界溶解温度(LCST)在33℃左右,CMC的加入对水凝胶的LCST无显著影响,但随着CMC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CMC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0.05 g/mL(离子强度0.854 mol/L)的NaCl溶液中水凝胶的饱和溶胀度明显下降。

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

合成聚（丙烯酸）／聚（Ｎ异丙基丙烯酰胺）互穿聚合物网络（ＰＡＡｃ／ＰＮＩＰＡＩＰＮ）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）（ＰＮＩＰＡ）的较低临界溶解温度（ＬＣＳＴ）时，溶胀率也随着温度的上升而上升，当温度达到ＬＣＳＴ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．

聚丙烯酸盐／淀粉半互穿网络水凝胶的两步水溶液合成及性能表征

采用新型两步水溶液聚合法,合成聚丙烯酸盐/淀粉半互穿网络(PAA/St semi-IPN)水凝胶.研究淀粉用量、pH值和离子强度对水凝胶溶胀率和溶胀速率的影响,并采用Flory理论对水凝胶进行拟合.实验结果表明:在一价阳离子盐溶液中,水凝胶的溶胀度与Flory理论符合较好;对于高价阳离子溶液,Flory理论只能用于定性分析,而不能用于定量计算.相对于传统的水凝胶,PAA/St semi-IPN水凝胶具有较高的机械强度.最后,利用红外光谱、扫描电子显微镜和热重分析对PAA/St semi-IPN进行表征.

智能海藻酸钙/PNIPAAm互穿网络水凝胶微囊制备研究

以海藻酸钙凝胶为聚合模板 ,过硫酸铵 /偏重亚硫酸钠氧化还原引发剂体系、自由基水溶液法聚合制备了温度敏感和 pH敏感的海藻酸钙 /聚N 异丙基丙烯酰胺 (CA/PNIPAAm)互穿网络水凝胶微囊。并研究了引发剂用量、单体量、单体 /海藻酸钠配比、缓冲液 pH值等因素对该互穿智能水凝胶温度敏感和 pH敏感性的影响。结果表明 :该互穿凝胶微囊对pH/温度具有敏感溶胀性 。

聚丙烯酸/聚(N-异丙基丙烯酰胺)互穿网络水凝胶的制备及其性能

采用分步法制备了聚丙烯酸/聚N-异丙基丙烯酰胺互穿网络水凝胶,研究了该互穿水凝胶在不同温度和酸性条件下的溶胀性能。结果表明,该互穿水凝胶在pH=2的酸性条件下的吸水率为18 g/g,而在pH=10的碱性条件下吸水率达38 g/g,体现出明显地pH敏感性能;同时,该互穿水凝胶兼具热缩温敏性能。

N-乙烯基-2-吡咯烷酮-丙烯酸共聚物/聚乙二醇半互穿网络水凝胶的合成及其药物缓释性能

以 N -乙烯基 -2 -吡咯烷酮 (NVP)、丙烯酸 (AA)及聚乙二醇 60 0 0 (PEG60 0 0 )为原料 ,N ,N -亚甲基双丙烯酰胺 (BIS)为交联剂 ,偶氮二异丁腈 (A IBN )为引发剂 ,采用自由基聚合法合成了乙烯基吡咯烷酮 -丙烯酸共聚物与聚乙二醇 (poly[NVP-AA] /PEG)半互穿网络 (semi-IPN )水凝胶。聚合物的 DSC分析表明材料属于非均相材料 ,体系中的 poly[NVP-AA]与 PEG部分相容。溶胀性能的测定显示材料对 p H敏感。利用上述聚合物为载体对抗癌药 5 -氟脲嘧啶 (5 -F U )进行包埋 ,分别在模拟的胃液和肠液 ,即 SGF和 SIF缓冲溶液中 ,3 7℃下进行体外释药研究。结果表明 ,随着样品中 PEG量的增加 ,释药曲线趋于平缓 ,释药周期变长 ,最终的平衡释药量减小 ;另外 ,聚合物交联度对释药性能的影响与释放介质有关 ,在 SIF缓冲溶液中 ,释药行为基本与交联度无关 ,而在 SGF缓冲溶液中 ,交联度越高 ,释药周期越长。

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性能研究

由海藻酸钠(SA)和聚(N 异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)制得的半互穿网络水凝胶具有温度及pH敏感特性。在酸性(pH=1.3)和弱碱性条件(pH=7.4)下,研究了温度对该凝胶溶胀度的影响,结果表明,该凝胶溶胀度均随着温度的提高而下降,但在pH=1.3时,溶胀度小于PNIPAAm水凝胶的;在pH=7.4时,结果正好相反。在25℃和37℃的条件下,分别考察pH对该凝胶溶胀度的影响,结果表明,在25℃时该凝胶有良好的pH敏感性,而在37℃时,敏感性不明显。同时也发现该凝胶对pH、温度的脉冲刺激有较快的响应性。

高压缩强度聚丙烯酸盐/聚硅氧烷互穿网络水凝胶的制备

利用γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)的水解和缩聚,将其引入聚丙烯酸盐水溶液中,以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵为引发剂采用水溶液聚合法合成出具有较高压缩强度的新型聚丙烯酸盐/聚硅氧烷互穿网络聚合物。压缩实验表明,压缩强度受KH-560用量,水凝胶溶胀率及交联密度的影响。由于含有离子性基团,该新型水凝胶具有pH敏感性。

壳聚糖/聚醚半互穿网络水凝胶的性能

以壳聚糖和聚醚为原料,戊二醛为交联剂,在醋酸溶液中制备了壳聚糖/聚醚水凝胶,反应温度45℃,聚醚和壳聚糖的质量比为0.4,戊二醛浓度为0.053 mol/L,壳聚糖黏均相对分子质量为24.86×104时,其凝胶饱和溶胀度为876.25%;反应温度45℃,聚醚和壳聚糖的质量比为0.6,戊二醛浓度为0.267 mol/L,壳聚糖黏均相对分子质量为24.86×104时,其凝胶硬度为151.896 kPa。

温度敏感聚丙烯酸盐/聚乙二醇互穿网络水凝胶的合成及重金属离子吸收

以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵为引发剂采用新型两步水溶液聚合法合成出聚丙烯酸盐/聚乙二醇互穿网络(PAA/PEG IPN)水凝胶。对其溶胀性能进行了研究,结果表明,该水凝胶具有正温度敏感性,其LCST为25℃。基于聚丙烯酸盐与金属阳离子的络合作用,将该水凝胶用于重金属离子的回收。采用SEM、FTIR对其结构及表面形貌进行表征。

互穿网络水凝胶的前端聚合制备及吸附性能研究

采用前端聚合方法,以丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,在4种线性高分子水溶液中制备了半互穿网络结构(semi-IPN)的水凝胶,其中的线性高分子分别为:聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。用扫描电镜(SEM)、吸水率和吸附量对互穿网络水凝胶的结构和性能进行了表征,结果表明:水解对水凝胶的吸水性能影响显著,使吸水率平均提高9.1倍,但对吸附性能影响较小,使亚甲基蓝吸附量提高不足1倍;在4种互穿网络水凝胶中,P(AM-AA)/PEG的吸水率最大,高达627.9g/g,P(AM-AA)/PAM互穿网络水凝胶对亚甲基蓝有最大的吸附能力,吸附量为91.6mg/g。

高强度PAM/PVA互穿网络水凝胶的合成

以聚丙烯酰胺(PAM)为基体,聚乙烯醇(PVA)为增强体,采用两步水溶液聚合法合成具有较高机械强度的PAM/PVA互穿网络水凝胶.研究PVA、交联剂用量对PAM/PVA互穿网络水凝胶拉伸强度及伸长率的影响,探讨水凝胶的应力松弛及析出PVA对水凝胶的增韧机理.实验表明,制备的互穿网络水凝胶具有较高的机械强度和韧性,最高拉伸强度为2.4 MPa,伸长率为3 000%.最后,采用傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)及X-射线衍射(XRD),对PAM/PVA互穿网络水凝胶的结构与形貌进行表征.

干燥方式对含直链淀粉半互穿网络水凝胶溶胀和降解的影响

以4,4′-二甲基丙烯酰胺基偶氮苯(BMAAB)为交联剂,制备了丙烯酸-丙烯酰胺-甲基丙烯酸酯共聚物和直链淀粉半互穿网络水凝胶.以冷冻干燥和空气干燥两种方式,研究了干凝胶在pH2.2和pH7.4时的溶胀和降解性能.结果表明采用两种干燥方式的凝胶在不同pH的介质中都遵循二级溶胀动力学.凝胶内部水的扩散均为非Fickian机理,即扩散和链松弛协同作用的机理.但经历冷冻干燥的凝胶其扩散机制占优势.在pH=7.4的介质中,冷冻干燥凝胶的平衡溶胀比(SR)显著增大,而在pH=2.2时则无明显变化.扫描电镜(SEM)和降解实验发现,在结肠内容物的作用下,冷冻干燥凝胶在5天内降解率可达35.3%,而空气干燥凝胶的降解率为28.1%,表明冷冻干燥的方式可在一定程度上促进凝胶在结肠环境下的降解.

温度及pH敏感性N-乙烯基吡咯烷酮与丙烯酸β-羟基丙酯共聚物/聚(丙烯酸)互穿网络水凝胶的合成及其性能研究

由N 乙烯基吡咯烷酮与丙烯酸 β 羟基丙酯共聚物 /聚 (丙烯酸 )所得的互穿网络水凝胶P(NVP co β HPA) /PAA具有温度及pH双重敏感特性 .在酸性条件下 ,由于P(NVP)与PAA间络合作用 ,随温度升高迅速退胀 ;在碱性条件下 ,凝胶的溶胀率远大于酸性条件下的溶胀率 。