偶氮苯基小分子光控聚N-异丙基丙烯酰胺在离子液体中的自组装

偶氮苯基材料因其具有可逆的光致顺反异构特性,可调控聚合物的自组装行为而受到广泛关注。采用不同结构且广泛商业化的偶氮苯基小分子(偶氮苯(AZO)、对羟基偶氮苯(AZO-OH)、对氨基偶氮苯(AZO-NH2)、二甲基黄[AZO-N(CH_(3))_(2)])作为光分子开关,控制聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)在1-乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰基)亚胺([C2mim][NTf_(2)])离子液体中的自组装行为,探讨不同偶氮苯基末端基元对于PNIPAm自组装相行为的影响。结果表明,偶氮苯基小分子均能有效调控PNIPAm在[C2mim][NTf_(2)]离子液体中的相变响应行为,但不同的末端基元对于PNIPAm的相变温度及相变区间影响甚微。结合原位变温红外谱图分析可知,紫外光照强化了PNIPAm与离子液体之间的相互作用,从而抑制了PNIPAm侧链间的相互聚集,这将促进紫外光照条件下“溶剂化”效应的发生,可获得更低的相变温度。

智能窗口用热响应聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的研究进展

本文综述了智能窗口用热响应聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的热响应机理,介绍了该水凝胶材料的制备方法及相关的性能,阐述了影响PTC效应的主要因素及提高其稳定性的方法,展望了智能窗口用热响应聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶未来的研究方向和发展前景。

聚N-异丙基丙烯酰胺/聚丙烯酸水凝胶的制备及性能研究

当外界环境发生变化时,环境敏感型水凝胶的物理性质或化学性质会随之发生改变,大部分水凝胶对环境的响应比较单一。以丙烯酸(AA)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)为原料制备的聚N-异丙基丙烯酰胺/聚丙烯酸水凝胶既可以对温度变化也可以对pH值变化做出响应。实验采用一锅法制备了聚N-异丙基丙烯酰胺/聚丙烯酸水凝胶,通过调节丙烯酸的中和度、丙烯酸(AA)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)两种单体的配比、交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰(BIS)和引发剂过硫酸钾(KPS)的用量,研究其对水凝胶的吸水性能、拉伸性能的影响,并考察了所制备的聚N-异丙基丙烯酰胺/聚丙烯酸水凝胶对温度及pH响应性能。实验结果表明:当丙烯酸的中和度为125%、n(NIPAm)∶n(AA)=0.3∶1、BIS的质量分数为0.5%、KPS的质量分数为1%时,制备的水凝胶溶胀率最大且有一定的弹性,室温下吸水率达179.73 g/g。该水凝胶在酸性缓冲溶液(pH值=3)中收缩,当缓冲溶液的pH值大于3,水凝胶发生溶胀,具有灵敏可逆的pH响应性能,同时该水凝胶兼具热缩温敏性能。

聚氮异丙基丙烯酰胺抗菌水凝胶复合棉织物的制备及其性能

为扩大含银抗菌水凝胶的应用和实现缓释抗菌,采用水凝胶复合织物的构建策略,将化学交联与紫外光引发相结合,通过聚氮异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)/载银氧化石墨烯(GO-Ag)抗菌水凝胶复合棉织物,形成新型水凝胶复合织物一体化敷料,并探讨不同层数棉织物复合水凝胶对敷料结构与抗菌性能、拉伸性能以及生物安全性等的影响。结果表明:PNIPAM/GO-Ag抗菌水凝胶与3层棉织物构筑的一体化敷料的综合性能优异;在湿态下,一体化敷料比单一棉织物的断裂强力提升73.7%,达到370 N;敷料的体外细胞毒性呈0级,溶血率小于5%,显示出良好的生物安全性;其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均达到98%以上,在24 h内具有缓慢释放银离子的效果;抗菌作用主要通过持续释放银离子、诱导细菌产生活性氧造成其氧化损伤等多种作用,从而破坏细菌细胞结构。

聚(N-异丙基丙烯酰胺-共聚-烯丙基硫脲)智能微凝胶的制备及其Hg^(2+)响应性能的研究

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和烯丙基硫脲(ATU)为共聚单体,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,2,2′-偶氮二(2-甲基丙基咪)二盐酸盐(V50)为引发剂,通过沉淀聚合法制备了一种可用于Hg^(2+)检测与去除的聚(N-异丙基丙烯酰胺-共聚-烯丙基硫脲)(PNA)智能微凝胶。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描电镜(SEM)对微凝胶进行了化学成分和形貌表征。利用动态光散射纳米粒度分析仪(DLS)对微凝胶的粒径分布及温度响应性进行了研究。探究了干扰离子、pH和温度对微凝胶Hg^(2+)响应性能的影响。利用原子吸收光谱仪(AAS)探究了PNA微凝胶对Hg^(2+)的吸附去除效果。结果显示,PNA微凝胶具有良好的温敏性以及对Hg^(2+)的特异响应性,响应Hg^(2+)后引起的收缩比(RD)随着ATU单体比例的增加而减小,并确定了最佳检测温度为30℃。随着Hg^(2+)浓度的增加,RD值逐渐减小,根据Hg^(2+)浓度与RD之间的对应关系拟合出相应的Hg^(2+)浓度计算公式。该PNA微凝胶最低检测浓度可达10^(-8)mol·L^(-1)。在吸附实验中,PNA微凝胶的吸附容量随着Hg^(2+)浓度的增加而增加,对10^(-4)mol·L^(-1)以下的Hg^(2+)溶液,吸附率可达80%以上,最低可使Hg^(2+)浓度降至0.0005 mg·L^(-1)。相比Zn^(2+)、Cd^(2+)和Pb^(2+),微凝胶对Hg^(2+)的吸附率是其他金属离子的7倍左右。研究结果为有害金属Hg^(2+)的检测和去除提供了新方法。

基于温敏性N,N-二甲基丙烯酰胺/N-异丙基丙烯酰胺无规共聚物的毛细管无胶电泳筛分介质

本文合成了N,N-二甲基丙烯酰胺/N-异丙基丙烯酰胺无规共聚物(P(DMA-co-NIPAM))和聚N,N-二甲基丙烯酰胺(PDMA),并将二者共混制备毛细管无胶电泳筛分介质,旨在降低筛分介质粘度的同时增强其对DNA的分离性能。核磁共振氢谱(1H NMR)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)证明了2种聚合物的成功合成。表征了P(DMA-co-NIPAM)/PDMA共混物溶液的流体力学直径(Dh)、低剪切粘度和吸光度,结果表明,P(DMAco-NIPAM)聚合物具有温敏性,低临界溶解温度(LCST)为60~80℃。DNA筛分结果显示,PDMA中添加了10%P(DMA-co-NIPAM)的复合筛分介质性能最好,相比PDMA粘度降低19%以上,对大DNA片段的分辨率和理论塔板数均明显提高,分离时间缩短4%,显示了优良的分离性能。

海藻酸钙-聚(N-异丙基丙烯酰胺)交联互穿网络水凝胶的制备与性能

为了解决两步法制备常规温敏型复合水凝胶时胶凝速率难以控制、表面凝胶快且致密、交联结构不均匀影响水凝胶溶胀性能和力学性能等问题,选用N-异丙基丙烯酰胺单体(NIPAm)和海藻酸钠(Alg)为主要材料,使用CaCO_(3)和D-葡萄糖酸内酯(GDL)生成的CaCO_(3)-GDL体系作为钙源为Alg提供离子交联剂,通过一步法制备海藻酸钙-聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAm)交联互穿网络结构温敏型水凝胶(PAGel)。通过傅里叶红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)、流变仪和差示扫描量热仪(DSC)对水凝胶的结构、形貌和体积相转变温度(VPTT)进行表征,探讨不同NIPAm单体和交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)含量对水凝胶溶胀性能和温敏收缩性能的影响。结果表明:综合各种性能筛选出的PAGel的VPTT均在32℃附近,CaCO_(3)-GDL缓释体系下的水凝胶结构呈现网络均匀而致密的蜂窝状结构,力学性能优良,其溶胀质量比、VPTT和温敏收缩率分别为29.1、33.1℃和35.37%,该结构特性可减少化学药物的负载与释放,同时利用体积收缩的物理方法促进创面周围的皮肤组织收缩,为创造低毒性愈合微环境和加快伤口愈合提供可能性。

交联剂和温度对聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶热致行为的影响

聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)具有良好的两亲性,是一种热响应型水凝胶。系统考察了交联剂用量和反应温度对PNIPAM水凝胶热致行为的影响。研究发现,两个因素对PNIPAM水凝胶的低临界溶液温度(LCST)影响不大,但对其外观形态、溶胀率以及收缩和溶胀动力学有较大影响。动力学结果表明,PNIPAM水凝胶的收缩和溶胀是一个多步复杂的过程,相对于低温(4℃)和高温(45℃)下的反应,25℃下交联剂用量大于6 phr时可获得性能较稳定、热致行为近似一致的PNIPAM水凝胶。稳定的热响应性能使其在智能材料、智能机器人、控制药物释放等方面具有巨大的应用潜力。

基于聚(N-异丙基丙烯酰胺)的热响应性细胞培养表面及其在细胞片工程的应用研究进展

通过接枝聚N-异丙基丙烯酰胺(PIPAAm)制备的热响应细胞培养表面,在外部温度变化后显示受控的细胞黏附和分离特性,可用于制造细胞片。对基于热响应性细胞培养表面的细胞片制备、细胞片操作和移植的广泛研究建立了细胞片工程的跨学科领域,使其成为组织工程和再生医学中一项有前途和有吸引力的技术。本综述整理各种类型的PIPAAm基热响应表面的制备方法、性质,并介绍了细胞片的制备及细胞片工程用于治疗和再生受损人体组织的研究进展。

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 .

PEG作为成孔剂对聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)水凝胶性能的影响

以PEG400,1000,6000为成孔剂,合成了一系列聚(N-异丙基丙烯酰胺co丙烯酸)水凝胶,研究了成孔剂分子量和数量对凝胶性能的影响.结果表明,聚乙二醇(PEG)分子充当成孔剂,不参与反应.PEG分子量越大,投料越多,所得凝胶孔的孔径越大,孔数目越多,在室温时可以容纳更多的水分子,因而溶胀率也越大.凝胶的大孔结构有利于水分子的进出,所以响应速率比普通共聚凝胶快.随着PEG分子量增大,孔数目增多,响应速率相应变快.

N-异丙基丙烯酰胺/N-羟甲基丙烯酰胺共聚物及其水凝胶的合成及其温敏性研究

通过自由基聚合合成了 N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)与N-羟甲基丙烯酰胺(NHMPA)的共聚物及其水凝胶。研究发现,调节两单体的配比可得到不同的低临界溶液温度(LCST)值的共聚物及水凝胶。结果表明,NHMPA的加入不改变PNIPAm的温敏性,但可有效的调节其LCST值。

N-异丙基丙烯酰胺共聚物的温敏性

采用自由基水溶液聚合方法制备出了N-异丙基丙烯酰胺(N IPA)温敏共聚物P(AM-N IPA);首次在P(AM-N IPA)结构中引入丙烯酸钠(N aAA)单体结构单元,合成了离子型共聚物P(AM-N IPA-N aAA);考察了共聚物P(AM-N IPA)和P(AM-N IPA-N aAA)溶液温敏性的影响因素;分别采用荧光光谱分析法以及乌氏黏度计稀释法对共聚物溶液温敏机理进行了研究。结果表明,不同共聚单体的配比以及单体含量对共聚物溶液低临界溶解温度(LCST)均有显著影响;当温度高于共聚物低临界溶解温度时,共聚物分子链上的疏水基团的缔合作用增强,导致疏水聚集结构的形成,聚合物分子链发生去溶剂化作用,在共聚物稀溶液中表现为线团收缩,在共聚物亚浓溶液中表现为共聚物分子间聚集发生相分离。

快速响应的温敏性聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶 Ⅱ.热力学行为及水的状态研究

对使用CaCO3为成孔剂合成的快速响应的温敏性聚 (N 异丙基丙烯酰胺 ) (PNIPA)水凝胶进行了热力学行为和水的状态研究 .热力学研究表明 ,多孔结构的PNIPA水凝胶的平衡膨胀比随着反应物中CaCO3含量的增加而增加 ,随着交联剂浓度的增加而显著减小 ,但相转变温度均不受影响 .在水溶液中加入NaCl则使PNIPA水凝胶的相转变温度 (LCST)线性减小 .利用DSC分析了水凝胶中水的存在状态 ,证明了上述多孔PNIPA水凝胶中存在三种不同状态的水 。

快速响应大孔聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)水凝胶的合成及表征

以聚乙二醇 60 0 0为成孔剂 ,由自由基引发 N -异丙基丙烯酰胺 ( NIPA)和丙烯酸 ( AAc)共聚交联得到大孔凝胶 ,研究了凝胶对环境温度的响应性能 .在凝胶制备过程中 ,PEG60 0 0分子充当成孔剂 ,得到的凝胶具有大孔结构 .这种大孔结构有利于水分子的进出 ,大孔凝胶对温度变化有较快的响应速率 .增加亲水单体AAc的含量 ,凝胶的 LCST有所升高 ,凝胶的亲水性增强 ,在较低温度下凝胶的溶胀率也随之升高 .振荡实验表明 。

pH敏感性和温敏性聚丙烯酸钠与聚N-异丙基丙烯酰胺互穿网络材料的合成及其溶胀行为的研究

制备了对温度和pH值具有双重敏感性的PAANa/PNIPAM互穿网络(IPN)材料,测定了IPN的平衡溶胀度和在不同温度和pH中的溶胀度变化的行为。结果显示,这种材料能分别在32℃和pH为5.5发生溶胀行为的突变, 溶胀度突变范围明显高于以往文献所报道的类似材料的变化值。根据它在温度变化和pH值变化中的溶胀行为可以得知,在网络中这两种分子链是独立作用的,但是相互之间又有影响。

聚N-异丙基丙烯酰胺接枝核孔膜微观结构及温敏响应特性

采用等离子体诱导填孔接枝聚合法在聚碳酸酯核孔(PCTE)膜上成功地接枝了聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM),采用X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、接触角测量仪和水通量实验,系统地研究了PNIPAM-g-PCTE膜的化学成分、微观结构和温敏特性,以期为环境感应型开关膜的设计和制备提供指导.结果表明,PNIPAM被均匀地接枝在PCTE膜表面和膜孔中;当填孔率F<44.2%时,PNIPAM-g-PCTE膜的膜孔由于孔内接枝物的体积变化而表现出温敏开关特性,并且膜孔径随着F的增大而减小;当F>44.2%以后,水溶液中膜的膜孔被溶胀的PNIPAM接枝链堵塞,此时PNIPAM-g-PCTE膜不再具有温度开关特性;40 ℃时膜孔被完全堵塞的临界填孔率范围在30%～40%之间;随着温度从25 ℃增加到40 ℃,PNIPAM-g-PCTE膜表面的接触角也从58.5°增加到87.9°;PNIPAM-g-PCTE膜水通量的温敏开关特性主要取决于膜孔径的变化,而不是膜表面亲水性的改变.

温敏性聚合物聚N-异丙基丙烯酰胺及其应用

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。

纳米TiO_2/聚N-异丙基丙烯酰胺复合水凝胶的合成及其表征

通过利用偶联剂和超声分散将TiO2表面功能化,在其表面引入烯键,与聚N-异丙基丙烯酰胺在交联剂存在下共聚,制备了不同纳米TiO2含量的聚N-异丙基丙烯酰胺复合水凝胶.采用红外光谱、扫描电镜、紫外光谱、热重分析、动态粘弹谱仪等表征了复合水凝胶的微观结构和形貌,测试了复合凝胶材料对紫外线的吸收、热稳定性、机械强度及其韧性.结果表明:纳米TiO2粒子的引入,使得复合凝胶材料对紫外线吸收效果显著,凝胶的稳定性、机械强度及韧性得到明显改善.

微乳液聚合制备聚 N-异丙基丙烯酰胺温敏超细微粒

通过微乳液聚合制备了未交联及交联的聚N 异丙基丙烯酰胺 (L PNIPAM及CL PNIPAM)超细微粒 .CL PNIPAM的聚合动力学方程为 :Rp=k[M]1 1 6 [E]- 1 2 0 [I]0 5 3.测得其平均微粒粒径约 10 0nm .用SEM ,迎头色谱法测得交联的CL PNIPAM超细微粒的内比表面积为 49 0 48m2 g ,孔径大小为 1～ 10nm .气体吸附量为1784 8cm3 g .用浊度法及目视法研究了其在水介质中的温敏特性 ,测得其相变温度为 31