聚衣康酸/聚N-异丙基丙烯酰胺IPN水凝胶的研究

以具有pH敏感性的聚衣康酸网络为基础，利用分步互穿聚合物网络（IPN）技术引入了另一具有温度敏感性的聚N-异丙基丙烯酰胺网络，制得了一种新的全IPN型水凝胶，对其溶胀性能进行研究，发现其在25～45℃的温度区域表现出明显的收缩特性，且随着pH增加，凝胶的溶胀率变大。这表明聚衣康酸／聚N-异丙基丙烯酰胺互穿网络水凝胶具有温度及pH双重敏感特性。

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

以丙烯酸(AAc)、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)和丙烯酰胺(AAm)为原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(B IS)为交联剂,采用自由基聚合法合成了P(NIPAAm-co-AAm)共聚水凝胶和PAAc/P(NIPAAm-co-AAm)互穿聚合物网络(IPN)水凝胶。研究了两类具有不同温敏特性的凝胶的溶胀与释药性能,并考察了AAm含量对两类凝胶性能的影响。结果表明,P(NIPAAm-co-AAm)共聚水凝胶具有热缩温敏性,当n(AAm)∶n(NIPAAm)由1∶3增加到3∶1时,该共聚水凝胶的有效交联密度由2.518×10-6mol/cm3升高到3.071×10-6mol/cm3,平衡溶胀比由18.65减小至15.36,温敏性减弱,水杨酸释药率由29.87%增大到66.12%,水杨酸钠释药率由95.30%减小到75.55%;与共聚水凝胶相反,PAAc/P(NIPAAm-co-AAm)IPN水凝胶具有热胀温敏性,当n(AAm)∶n(NIPAAm)由1∶3增加到3∶1时,该IPN水凝胶有效交联密度由31.06×10-6mol/cm3下降到26.92×10-6mol/cm3,平衡溶胀比由1.816增大至8.792,温敏性增强,水杨酸释药率由41.56%增大到59.65%,且水杨酸钠释药率由43.77%增大到66.55%。

P(N-MAAm)水凝胶吸附剂的制备及其对亚甲基蓝染料吸附性能的研究

将N-羟甲基丙烯酰胺引入聚丙烯酸-丙烯酰胺体系,采用“一锅煮”法合成了P(N-MAAm)水凝胶。结果显示,当n(AM)∶n(AA)为1∶4、中和度为60%、交联剂用量为0.4%、n(AM)∶n(N-MA)=9.5∶0.5时,P(N-MAAm)对亚甲基蓝(MB)的实测最大吸附量可达1603.77 mg/g;降低环境温度、盐度,提高pH有利于P(N-MAAm)水凝胶吸附MB;吸附动力学曲线符合准一级动力学模型(R_(1)>0.999),吸附等温线更符合Langmuir模型(R_(L)>0.981),P(N-MAAm)水凝胶对MB的吸附过程更倾向于是物理吸附,并且可能是多分子层吸附。P(N-MAAm)水凝胶通过Langmuir模型拟合计算得到理论最大吸附量为3170.27 mg/g;具有良好的可重复利用性能,5次吸附-解吸循环后对MB的去除率仍高于95%。

基于丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯共聚物交联剂的壳聚糖水凝胶的生物相容性研究

壳聚糖作为一种天然的氨基多糖,拥有良好的生物相容性和资源可再生性,但是较差的力学性能限制了其更广泛的应用。本研究以丙烯酸、N-乙烯基吡咯烷酮和丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯为单体聚合得到三元共聚物大分子交联剂,然后将其与壳聚糖溶液混合后制备壳聚糖水凝胶。采用红外、热重、SEM等对合成的聚合物及壳聚糖凝胶的组成、形貌和热稳定性进行了表征。结果表明,丙烯酸-N-琥珀酰亚胺酯共聚物的数均分子量为111900,具有一定的水溶性,与壳聚糖形成的水凝胶有良好的力学性能、溶胀性能和水蒸气渗透速率。在PBS(pH=7.4)中交联的凝胶膜与酸性条件下制备的凝胶膜相比,热分解温度提高,水接触角变大,力学性能得到较大提升。细胞毒性实验表明壳聚糖凝胶有良好的生物相容性,人脂肪干细胞在壳聚糖凝胶膜上会形成细胞簇并分泌外泌体。将壳聚糖凝胶膜覆盖在脂肪干细胞上,细胞能正常生长并分泌外泌体。因此,壳聚糖凝胶具有负载外泌体后应用于皮肤敷料的潜力。

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。

NIPAAm系互穿网络凝胶的合成及载药释药性能研究

合成了三种亲疏水性不同的温度及pH敏感的PAAc/P(NIPAAm-co-BMA)、PAAc/PNIPAAm和PAAc/P(NIPAAm-co-AAm)互穿网络(IPN)水凝胶,以水杨酸钠和水杨酸为模型药物,研究了温度、pH值及药物和凝胶的亲疏水性相互作用对模型药物释药性能的影响。研究结果表明,随着凝胶亲水性的增强,水杨酸钠的载药率提高,释药率也越大;相反疏水性增强也有利于提高水杨酸的载药率;IPN凝胶在水中的释药过程属于溶胀支配型释放,药物释放率随凝胶的亲水性增强而增强,同时,载药凝胶在45℃水中的释药率大于25℃时的释药率。在25℃时,水杨酸在pH=2.2的缓冲溶液中几乎不释放,而在pH=7.4的缓冲溶液中能以较快的速率释放。

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。

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．

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.

多重响应的单分散聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)纳米水凝胶的制备及性能表征

以N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）与丙烯酸（AA）为单体,在水相中通过乳液聚合法制得具有温度、pH双重响应的单分散聚（N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸）（P（NIPAM-co-AA））纳米水凝胶。利用动态光散射仪（DLS）、原子力显微镜（AFM）和傅里叶红外光谱仪（FT-IR）对纳米水凝胶的尺寸、形貌和化学组成进行了表征,讨论了单体含量和乳化剂含量对凝胶粒径和多分散指数（PDI）的影响,同时探究了纳米水凝胶的温敏性和pH敏感性。结果表明：当AA为单体总物质的量分数的20%、乳化剂用量为0.05g时,制得的球形纳米水凝胶形态均匀规整,水合直径为403nm,PDI仅为0.033,且对温度和pH具有双重敏感,尤其在pH为4~6时,响应极为明显。

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。

粒状聚N-异丙基丙烯酰胺/壳聚糖水凝胶的制备、性能及其应用

用反相悬浮聚合法,合成了具有温度/pH敏感性的聚N-异丙基丙烯酰胺/壳聚糖粒状半互穿网络(PNIPA/CSsemi-IPN)水凝胶,研究了该水凝胶在不同温度、不同pH介质以及不同组成下的溶胀率变化。结果表明:该水凝胶的最低临界溶液温度(LCST)与PNIPA水凝胶基本相同,均在33℃左右,pH=3时溶胀率达到最大,具有明显的温度和pH敏感性。壳聚糖(CS)的不同比例也对凝胶的溶胀率产生很大影响。振荡实验表明:凝胶粒子具有温度响应可逆性。同时进行了乳酸吸附与释放的初步研究,当PNIPA/CS质量比为10时,最大吸附达到168.29mg·(gdrygel)-1,释放率为31.74%。

疏水改性聚N-异丙基丙烯酰胺的性能及对溶液组成的依赖性

采用自由基胶束水溶液聚合方法制备了疏水改性聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶(P(NIPA-co-MA/EA/BA/DA)),研究了该类水凝胶和PNIPA水凝胶在去离子水及NaCl、Na2SO4、乙醇水溶液中的溶胀行为及与温度的关系。结果表明,聚合物水凝胶在水溶液中的行为与凝胶化学结构、温度、水溶液中的溶质的种类和含量有关。

全亲水无规共聚物P(NIPAM-co-AA)的pH和温度双重刺激响应性水相自组装

从N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酸(AA)单体合成了一种全亲水无规共聚物P(NIPAM-co-AA),实验发现该聚合物在水相中可以产生pH或温度双重刺激响应性自组装.采用透射电子显微镜(TEM)观察了自组装体的形貌,采用动态光散射(DLS)和静态光散射(SLS)观察了其粒径及粒径分布.测定了该聚合物水溶液的最低临界溶解温度(LCST)及其zeta电位随pH的变化,通过分析NIPAM和AA两种链节的质子化状态随温度和pH变化的趋势,阐释了其在水相中产生双重响应性自组装的推动力;并结合傅里叶红外(FT-IR)光谱测定自组装体表面富集基团的结果,进一步阐释了不同环境下自组装体的微结构.这类全亲水无规共聚物的合成方法简单,具有pH和温度双重响应性,其全水相中的刺激响应性自组装行为在药物释放等方面具有潜在的应用价值.

AFM在N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸共聚物微凝胶粒子性能研究中的应用

通过无皂乳液聚合得到不同丙烯酸(AAc)含量的交联N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸共聚物(P(NI-PAM-co-AAc))微凝胶,利用原子力显微镜(AFM)对其形态和环境敏感性进行了分析。结果发现,该凝胶粒子大小均一,直径约800nm;当环境温度由15℃升至50℃时,粒子的体积缩小,这表明P(NIPAM-co-AAc)微凝胶具有温度敏感性。

温度与pH快速响应性P(NIPAM-co-AAc)水凝胶的制备及其性能

以氯化钠水溶液作为反应介质,成功制备了温度与pH快速响应性聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)[P(NIPAM-co-AAc)]水凝胶,研究了氯化钠水溶液的浓度对凝胶性能的影响。通过红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、测溶胀比对凝胶性能进行了表征。结果表明:凝胶具有相同的化学组成与结构,但具有不同的微观形态;随着反应介质中氯化钠浓度的增加,凝胶在20℃蒸馏水中的平衡溶胀比增大,并表现出较强的温度与pH敏感性以及较快的去溶胀速率。

聚(丙烯酸-co-N-乙烯基吡咯烷酮)水凝胶的前端聚合法制备及染料吸附

在水溶液中用前端聚合法制备了聚(丙烯酸-co-N-乙烯基吡咯烷酮)水凝胶,研究了单体配比对前端聚合参数、水凝胶的溶胀性能和热稳定性的影响,检测了水凝胶对水体中有机染料的吸附性能。结果表明,共聚凝胶的吸水性能明显优于均聚物(聚丙烯酸(PAC)),当丙烯酸(AC)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)的摩尔比为5:5时,水凝胶饱和溶胀比最大,达到577 g/g,约为PAC的3倍。与吸附酸性品红和亚甲基蓝相比,水凝胶吸附碱性品红的能力更强,当n(AC)∶n(NVP)=7∶3时吸附量最大,为539 mg/g;共聚水凝胶具有p H敏感性,溶液p H升高有利于对亚甲基蓝的吸附。差示扫描量热分析表明,相对于溶液聚合,前端聚合法制备的产物单体排布序列更均匀。

N-异丙基丙烯酰胺系共聚及互穿智能凝胶的研究进展

综述了近年来N-异丙基丙烯酰胺系共聚及互穿聚合物网络(IPN)水凝胶研究的最新进展,简要介绍该类凝胶的合成方法及交联剂选择,并对非离子型、阴离子型、阳离子型、两性及天然高分子等温度敏感水凝胶的结构与性能的关系分别作了较为详尽的说明.

聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)水凝胶对铜离子的体积响应动力学

采用微波辐射法制备了N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸共聚水凝胶,探讨了该水凝胶对Cu2+的响应动力学,并估算出此过程中水凝胶的体积收缩速率常数及其反应活化能,同时建立了Cu2+浓度对水凝胶体积收缩响应速率常数影响的数学关系模型。实验结果表明,水凝胶对Cu2+所产生的体积收缩响应符合拟一级动力学反应。在40~60℃水溶液中,水凝胶的收缩速率随溶液中Cu2+浓度的增高而加快,其反应活化能在36~42 kJ.mol-1之间,且随着溶液中Cu2+浓度的增大而逐渐减小。重复性实验表明,该共聚水凝胶经过3次体积收缩(50.0℃溶液)/溶胀(6.0℃溶液)的循环实验,它在含Cu2+水溶液中对温度变化仍能保持高灵敏度的体积收缩/溶胀响应,而且其3次体积收缩/溶胀响应值几乎一样,有很好的重现性。

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

制备了不同配比的 P(NIPAm - co- AAm )共聚水凝胶和 PAAc/ P(NIPAm - co- AAm )互穿聚合物网络(IPN )水凝胶 ,研究了其溶胀与释药性能 .结果表明 :该共聚水凝胶具有热缩温敏性 ,而该 IPN水凝胶具有热胀温敏性 .随 AAm含量的增加 ,该共聚水凝胶溶胀比减小 ,温敏性减弱 ,释药率减小 ;与此相反 ,随 AAm含量的增加 ,该 IPN水凝胶溶胀比增大 ,温敏性增强 ,释药率增大 .