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。

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。

含系列丙烯酸酯链节的N-异丙基丙烯酰胺共聚物温敏性能的研究

采用溶液聚合法合成了不同配比的N-异丙基丙烯酰胺／丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯线型共聚物，红外光谱对它们进行了表征；在远高于试样低临界溶液温度，采用逐步降温法测定了不同线型结构共聚物的溶胀比。研究表明共聚物组分比对共聚物温敏性能有显著影响，提出的临界线型水凝胶形成温度具有与LCST相似的物理意义，两者的差值可以表征聚合物对温度响应的灵敏程度。

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。

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.

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 。

N-异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸酯类共聚物温敏性能及应用的研究

利用溶液聚合法合成了一系列不同质量配比的N-异丙基丙烯酰胺（NIPA）／甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸乙酯（MEA）或甲基丙烯酸丁酯（MBA）线型共聚物，用傅立叶红外光谱（FT～IR）和热重分析（TG）对共聚物进行了表征。采用紫外可见分光光度计（UV）测定了共聚物水溶液的低临界溶解温度（LCST），研究表明，通过改变共聚单体的配比LCST可在18～32℃范围内调节。对聚合物水溶液进行UV测试发现，共聚物水溶液在LCST附近光透过率变化显著，共聚物水溶液在LCST温度之上为白浊状态而在该温度下为清澈透明状，在LCST以下，溶液的透光率受到浓度、单体投料比等因素影响。该变化过程呈现可逆性，且变化迅速，灵敏性高，重复性好，在智能调光材料领域有广泛的应用前景。

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。

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/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。

pH及温度敏感性N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸共聚微凝胶的制备与表征(英文)

通过无皂乳液聚合得到了N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸的无规共聚物微凝胶,用电导仪测定了该微凝胶的表面羧基含量,用分光光度计测定了水凝胶溶液透光率在不同pH值和温度条件下的变化。结果表明,该微凝胶表面羧基含量随着聚合反应中丙烯酸质量分数的增加而增大;微凝胶表面羧基含量直接影响微凝胶的环境敏感性。

聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸)水凝胶中5-氟尿嘧啶的释药性能研究

【目的】研究聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸)水凝胶作为药物载体的释药性能。【方法】参照文献合成聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸)水凝胶,采用浸泡法包埋5-氟尿嘧啶,紫外可见光谱法观察其在不同条件下药物释放情况。【结果】聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸)水凝胶中5-氟尿嘧啶的载药量12.62%;37℃、pH=7.4条件下释放性能较好,500 min累积释放率达到76%。【结论】聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸)水凝胶具有温度和pH值双重敏感性,可作为5-氟尿嘧啶的缓释药用载体。

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。

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与温敏性研究

通过自由基聚合合成了N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)与-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,但可有效地调节其LCST值。

N-异丙基丙烯酰胺共聚物/粘土纳米复合水凝胶的合成及性能

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)为第一单体,分别以N,N-二乙基丙烯酰胺及N,N-二正丙基丙烯酰胺为第二单体合成了两种不同的共聚物/粘土纳米复合水凝胶。结果表明:复合共聚凝胶的平衡溶胀率、温度响应性能均有较大提高,在一定范围内增大加入的粘土含量,其性能的提高越明显。

明胶/聚丙烯酸/聚N-异丙基丙烯酰胺高强度形状记忆水凝胶的辐射合成及其性能

以明胶、丙烯酸、N-异丙基丙烯酰胺、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为原料,通过两步辐照法制备了具有温度和pH响应的高强度明胶/聚丙烯酸/聚N-异丙基丙烯酰胺形状记忆水凝胶(GAN)。系统研究了GAN的结构、形貌、力学性能和形状记忆行为。结果表明,GAN具有致密的网络结构,其最高拉伸强度及最大断裂伸长率分别可达(5.4±0.3)MPa和745%。GAN在60℃及pH=12.8的形状恢复所需时间分别为10 s及15 min,形状固定率和形状恢复率均在90%以上,显示出优异的环境响应性能。本工作建立了一种制备环境响应型高强度形状记忆水凝胶的新方法。

侧链含不同功能性羟基的温敏性N-异丙基丙烯酰胺共聚物微凝胶的制备及性能比较

选择含有活性羟基的亲水单体多缩乙二醇单甲基丙烯酸酯(PEGMA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA),分别和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)交联共聚,制备了侧链含有功能性羟基、链长不同的温敏性微凝胶.研究发现,亲水单体HEMA和PEGMA的引入对微凝胶的去溶胀性能有不同的影响,PEGMA的引入使得微凝胶的体积相转变温度升高,微凝胶的去溶胀比随着PEGMA投料比的增加而降低.而HEMA的引入使得微凝胶的体积相转变温度降低;微凝胶的去溶胀比随着HEMA投料比的增加先是增加然后降低,当HEMA的投料比为8mol%时,去溶胀比达到最大.

β-环糊精大分子单体/N-异丙基丙烯酰胺共聚水凝胶

采用顺丁烯二酸酐(MAH)对水溶性β-环糊精(β-CD)树脂(β-CD-EPI)进行了改性,合成出一种新型功能性大分子单体MAH-β-CD-EPI。通过MAH-β-CD-EPI与N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)共聚反应合成出温度及pH敏感性MAH-β-CD-EPI/NIPA水凝胶。用元素分析、红外光谱及DSC对水凝胶进行了表征。结果表明,水凝胶在所研究的NIPA含量范围内(53.0%～82.3%(质量)),均表现出明显的温度及pH敏感性,并且其体积相变温度(Tc)与它的组成及环境pH有关。

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

智能聚合物水凝胶受到温度、p H、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。