聚(N-异丙基丙烯酰胺)类材料的应用

聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)及其共聚物，在水溶液中表现出最低临界溶液温度(LCST)，在LCST附近会发生可逆相转变。利用这种特性，可将热敏性高分子材料应用于生物医学工程、免疫分析、催化、分离提纯等领域。主要综述了热敏性PNIPAAm类高分子材料，在这些领域中的应用情况。     

部分缩醛化聚乙烯醇温敏聚合物的合成及表征

以廉价、无毒、生物相容性良好的聚乙烯醇(PVA)为基体制备了一种新型温敏聚合物--部分缩醛化聚乙烯醇(APVA).用1H-NMR、浊度和流变法表征了其结构及较低临界溶液温度(LCST)行为,合成了一系列不同分子量、不同缩醛度的APVA样品,系统研究了LCST的影响因素,发现高分子量、高缩醛度、高浓度APVA溶液具有较低的LCST,说明可以根据不同用途设计APVA的LCST.     

含疏水链节的聚N-异丙基丙烯酰胺共聚物的温敏性

采用溶液聚合法合成了一系列N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸丁酯的无规共聚物,用浊度观测法和光散射法测定了不同共聚物水溶液的温敏相转变行为.结果表明:所得共聚物的低临界溶解温度(LCST)均低于均聚物PNIPAM的,酯类单体的结构和含量对共聚物的LCST有显著影响,其中酯基上的烷基对共聚物LCST的影响能力大于丙烯酸酯α位上的烷基,前者对增大共聚物的疏水性有更大贡献.通过NIPAM与特定丙烯酸酯单体进行无规共聚可以合成转变温度低于PNIPAM均聚物且具有预设LCST数值的水溶性温敏聚合物.     

温敏性嵌段共聚物纳米胶束的制备及其稳定性

通过N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)和N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAAm)在链转移剂巯基乙醇存在下的自由基共聚,制备了具有端羟基的共聚物P(NIPAAm-co-DMAAm).利用其端羟基在异辛酸亚锡催化下引发己内酯开环聚合,得到了两亲性嵌段共聚物P(NIPAAm-co-DMAAm)-b-PCL,并在聚己内酯(PCL)链末端引入可光催化反应的不饱和双键.通过1H-NMR、GPC和相转变温度(LCST)等方法对聚合物进行了结构表征,测定了嵌段共聚物形成胶束的临界胶束浓度和胶束粒径,比较了核交联前后胶束的粒径和稳定性.结果表明:通过调节共聚物的组成,可获得LCST在40℃附近的胶束,胶束经核交联后,粒径有所减小,但稳定性明显提高,可用于对药物的温敏控制释放.     

浊度法表征温敏性微凝胶体积的相转变行为

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、甲基丙烯酸(MAA)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,制备了温敏性聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)和具有温度、pH敏感性的聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-甲基丙烯酸)(PNIPAM-MAA)微凝胶。通过测定不同温度和pH条件下微凝胶浊度变化,表征微凝胶的温度及pH敏感性,描述了NaCl浓度和pH对微凝胶体积相转变温度的影响。同时,测定了微凝胶的临界聚沉浓度及临界絮凝温度,表征了微凝胶的稳定性,讨论了影响微凝胶的稳定性因素。     

pH及温度双重敏感性纳米粒水凝胶的制备及表征

目的:制备具有pH及温度双重敏感性的纳米水凝胶,并使其粒径控制在100nm以下。方法:利用聚合沉淀法合成聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPA)及聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸)(PNIPA-co-AA)纳米水凝胶。通过马尔文粒度仪与透射电子显微镜考察了纳米水凝胶的粒径分布,并以500nm处的透光率表征了PNIPA与PNIPA-co-AA的低临界溶解温度(LCST)和pH敏感特性。结果:通过调节表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS),得到了25～250nm不同粒径大小的纳米水凝胶;PNIPA-co-AA的LCST与参与共聚的丙烯酸单体有关,其LCST可由34℃(PNIPA的LCST)提高至35～45℃;同时PNIPA-co-AA对pH具有较好的敏感性。结论:PNIPA-co-AA纳米水凝胶有望成为智能型控释和靶向性药物载体。     

温敏性聚(N-异丙基丙烯酰胺)/聚氨酯-β-环糊精互穿网络水凝胶的溶胀特性

利用互穿网络（IPN）技术，以温敏性聚（N－异丙基丙烯酰胺）（PNIPAm)、聚氨酯（PUE）以及具有分子包合效应的β－环糊精（β－CD）为原料，采用分步法和同步法制备了新型互穿网络水凝胶。通过对水凝胶溶胀行为的考察，可知水凝胶具有同PNIPAm相似的在低临界溶解温度（LCST）处的相转变行为，且PUE／PNIPAm的组成比，线型PNIPAm分子量以及交联剂用量等因素对IPN水凝胶的溶胀特性与温敏特性有显著的影响。     

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。     

共聚型环氧树脂基高分子染料的制备和表征

合成了环氧基先驱聚合物,采用后重氮偶合反应经一步法在聚合物中同时引入两种不同颜色的偶氮生色团.通过调配重氮盐的比例制备了一系列具有不同颜色及玻璃化转变温度的高分子染料.利用氢核磁共振谱图(1H-NMR)计算了聚合物上两种偶氮生色团的官能化度,采用示差扫描量热仪(DSC)测量了不同高分子染料的玻璃化转变温度(Tg)和分解温度(Td),用分光光度仪对这些聚合物的颜色进行了表征,并在国际照明委员会(CIE)颁布的CIE 1931 Yxy色度图上标出了相应的位置.结果表明:这些聚合物具有良好的溶解性、成膜性强、附着力强,可以应用于彩色滤光片等.     

明胶-聚异丙基丙烯酰胺水凝胶的溶胀动力学

采用明胶（Gel)和N－异丙基丙烯酰胺（NIPAM）为原料，制备了Gel/聚异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）水凝胶系列；研究了原料配比、pH值及温度对水凝胶溶胀速度的影响。结果表明，当温度大于PNIPAM的最低临界溶液温度（LCST）值时，Gel/PNIPAM水凝胶的溶胀速度随着组分中PNIPAM的增加而降低，且溶胀过程以扩散渗透控制为主。而pH对水凝胶溶胀速度的影响与温度有关。Gel/PNIPAM配比为5／5，温度大于LCST时，水凝胶的pH敏感性受明胶控制；温度低于LCST时，pH对水凝胶的溶胀速度的影响很小。     

温敏性异丙基丙烯酰胺-二氧化硅透明质酸核壳型杂化微凝胶的合成和体积相变行为

通过溶胶凝胶法,利用硅烷偶联剂(KH550)对纳米SiO2颗粒进行原位改性,使其表面带正电。改性后的SiO2颗粒(MSiO2)通过静电作用吸附带负电的透明质酸(HA)形成核壳颗粒(HAMSiO2)。进一步在壳层HA链上接枝聚合N异丙基丙烯酰胺(NIPAM)制得核壳结构温敏性杂化微凝胶(PNIPAMHAMSiO2),并用AFM和SEM表征其在云母表面的成膜性能。结果表明：HAMSiO2核壳颗粒平均粒径约为182 nm,壳层厚度15 nm,其粒径或壳层厚度可以通过改变MSiO2溶液或HA溶液的浓度来调节;温敏性PNIPAMHAMSiO2微凝胶的体积相变温度为32 °C,与PNIPAM溶液的最低临界溶解温度(LCST)一致,在体积相变温度以下旋涂于云母表面的微凝胶呈现球形颗粒,体积相变温度以上旋涂膜可以转变为致密的膜。     

正负离子混合表面活性剂的双水相系统

实验测定并绘制了正离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）和负离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）混合表面活性剂水溶液的双水相相图,考察了温度和外加盐溴化钠对双水相区域的影响,并用电镜观察了双水相的微观结构,结果表明,该系统可以在SDS或CTAB过量的两个区域形成双水相,属于最低临界共溶温度（LCST）类型,温度升高导致双水相区域扩大,溴化钠的加大使双水相区域扩大并向混合比增大的方向移动,加入溴化钠后,对CTAB过量区双水相的平衡有明显的促进作用,加快了分相速度。     

气体信号分子响应性高分子的合成及其应用

响应性高分子因其在纳米医药、检测诊断、组织工程等领域的应用受到了广泛关注。一氧化氮、一氧化碳和硫化氢等广泛存在于生物有机体中并对生理和病理过程具有重要调节作用,因此,能够对这些气体信号分子响应的高分子体系具有潜在的生物医用价值。本文简要概述了一氧化氮、一氧化碳和硫化氢等气体信号分子响应性高分子的研究进展,重点关注其设计理念、响应机制以及在荧光成像、药物输运等方面的应用潜能。分析了现有气体响应性高分子体系存在的瓶颈并展望了其发展趋势。     

两种高Tg非线性光学聚合物母体及掺杂,极化的研究

利用具有非线性光学活性的对硝基苯胺掺杂高玻璃化转变温度的聚芳醚砜(PES-C)和聚芳醚酮(PEK-C),得到了两种掺杂含量较高的掺杂型非线性光学聚合物体系。电晕极化表明较高的取向和较慢的松驰。     

分散红掺杂高Tg聚合物母体的非线性光学性质的研究

利用具有非线性光学（ＮＬＯ）活性的分散红（ＤＲＩ）掺杂高玻璃化转变温度的酚酞聚羟基醚（ＰＨＰ）和酚酞－联苯二酚－二氯二苯酮三元共聚物（ＰＰＨＢＰ－ＤＣＢＰ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ），得到了两种掺杂型非线性光学材料。升温电晕极化（ＣＯＰＥＴ）表明有较高的取向和较慢松驰，并推算了极化场强度Ｅｐ和二阶非线性系数ｄ３３。     

能源化工新材料热致变色水凝胶在智能窗上的应用

智能窗作为一种利用太阳能的有效手段受到广泛的关注。热致变色水凝胶材料是指当环境温度变化时其在水中的聚集形态可逆改变,从而导致光学透过率显著变化的材料。热致变色水凝胶材料在能源化工领域应用的典型实例就是智能窗。本文综述了热致变色水凝胶作为能源化工领域的新材料在智能窗领域应用的最新研究进展,并展望了其未来的发展方向。     

PEG-沸石固-固相变材料的制备及性能

采用接枝共聚法合成了以聚乙二醇（PEG）为相变物质,沸石为骨架的PEG沸石固固相变材料。通过红外光谱（FT-IR）、热失重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）等测试手段对PEG-沸石固-固相变材料的结构、相变行为及热稳定性进行了研究。结果表明：通过改变PEG的分子量,可以得到不同相变焓和不同相变温度的PEG沸石固-固相变材料,其相变焓可达105.41 J/g,热稳定性良好,起始分解温度高于300 ℃。     

硫酸亚铁水合物在稀硫酸中溶解度的测定及其晶体存在形式

采用静态平衡法测定了温度为293.15~363.15 K时硫酸亚铁水合物在质量分数为1%和3%硫酸中的溶解度数据。同时利用X射线衍射和热重分析相结合的方法对晶体组成进行分析,确定其不同的存在形式。结果表明:在w=1%硫酸中,硫酸亚铁水合物以FeSO₄·7H₂O、FeSO₄·4H₂O和FeSO₄·H₂O三种形式存在;在w=3%硫酸中,硫酸亚铁水合物以FeSO₄·7H₂O和FeSO₄·H₂O两种形式存在。硫酸亚铁水合物的溶解度受温度、硫酸质量分数影响较大,以硫酸亚铁为基准,随着温度升高溶解度先增加,当温度大于转变温度后,溶解度随温度升高而减小。同一温度下,硫酸质量分数越高,溶解度越小。硫酸亚铁水合物在稀硫酸中晶体存在形式及溶解度数据为硫酸亚铁湿法转晶研究提供了重要的热力学基础数据。     

The Effect of Premixed Schedule on the Crystal Formation of Calcium Phosphate Cement-chitosan Composite with Added Tetracycline

In this study, calcium phosphate cements （CPC） were prepared by mixing cement powders of tetracalcium phosphate （TTCP） with a cement liquid of phosphate acid saline solution. Tetracycline （TTC）-CPC, chitosan-CPC and chitosan-TTC-CPC were investigated with different premixed schedule. It was demonstrate that both TTC and chitosan worked on the phase transition and crystal characteristics. TTCP mixed with phosphate acid saline solution had similar features of Fourier transform-infrared spectrometry （FT-IR） no matter it was mixed with chitosan or TTC or both. TTC premixed with cement liquid or powder had significant different features of FT-IR and 876 cm-1 seemed to be a special peak for TTC when TTC was premixed with cement liquid. This was also supported by XRD analysis, which showed that TTC premixed with cement liquid improved phase transition of TTCP to OCP. Chitosan, as organic additive, regulates the regular crystal formation and inhibits the phase transition of TTCP to OCP, except when it is mingled with cement liquid premixed with TTC in field scanning electron microscope. It was concluded that the premixed schedule influences the crystal formation and phase transition, which may be associated with its biocompatibility and bioactivities in vivo.     

浸没水射流冷却过程热流密度的导热反问题计算方法

基于单点测温、常热流假设,任意未来时间步长的导热反问题算法求解浸没水射流冷却过程的热流密度;采用有限容积法离散方程,附加源项法处理边界条件。表面施加三角形热流的经典算例验证了算法的正确性。水冷实验数据分析结果表明:射流能提高热流密度和临界温度,缩小过渡区温度区间。