聚电解质凝胶的结构与体积相变

N,N-二甲基丙烯酰胺分别与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或丙烯酸钠经自由基共聚,合成了聚电解质凝胶DS50和DA50,交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺。比较了DS50与DA50在不同pH值的缓冲溶液和不同组成的水-丙酮混合溶液中的溶胀特性,并观察到两种凝胶在水-丙酮混合溶液中都会发生体积相变,在上述两类溶液中DS50的溶胀比都比DA50大。测定了未溶胀的DS50的动态贮能模量G′和损耗模量G″,发现G′不随应变和角频率变化,讨论了平衡剪切模量Ge与凝胶中分子链密度的关系。同时还发现,将DS50在纯水中溶胀平衡时的有关实验数据代入Flory的凝胶状态方程并不能得到合理的相互作用参数值。     

N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酰胺热敏凝胶的溶胀特性

制备并表征了N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酰胺热敏凝胶(NIPAm-Am)，研究了单体配比、引发剂、交联剂用量和温度对其溶胀特性的影响。结果表明：NIPAm-Am热敏凝胶是由亲水和疏水基团组成的非晶高聚物。mAm／mNIPAm越大，凝胶的平衡溶胀率越大；增加交联剂的用量，凝胶的溶胀率减小，当引发剂的质量分数为0．008时溶胀率达最大值；温度的增加会使凝胶的溶胀率减小，在相转变温度时，溶胀率的变化最大。     

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。     

辉光放电电解等离子体引发合成丙烯酰胺-丙烯酸共聚物水凝胶及其对阳离子染料的吸附性能

以丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)为单体、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,在水溶液中利用辉光放电电解等离子体(GDEP)引发,一步制得丙烯酰胺-丙烯酸共聚物(P(AM-co-AA))水凝胶。用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和热重分析(TGA)对P(AM-co-AA)水凝胶的结构、形貌和稳定性进行了表征。考察了放电电压、放电时间、MBA质量含量、AM质量分数以及中和度对P(AM-co-AA)水凝胶吸附孔雀石绿(MG)的影响,同时探讨了引发机理。结果表明,水凝胶对MG的最大吸附量为8     

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。     

醚化海藻酸钠/聚丙烯酸钠凝胶在有机溶剂中的聚集态变化

以醚化海藻酸钠(ESA)与一定中和度的丙烯酸(AA)为单体、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵-亚硫酸氢钠为引发剂,采用水溶液法合成了醚化海藻酸钠(ESA)/聚丙烯酸钠[P(N aAA)]吸水性复合凝胶。考察比较了凝胶在不同组成比的水/丙酮混合溶剂中的平衡含水率。结果表明:丙烯酸中和度为60%时,凝胶饱和吸水率随着丙酮含量的增加连续下降;丙烯酸中和度为70%和90%时,凝胶在溶剂的介电常数分别为46.6和64.1时发生不连续收缩现象(体积相变);随着溶剂中水含量的增加,扩散系数(Dt)也增大,溶剂中Hφ2O<0.4时,凝胶的溶胀表现出non-F ick-ian扩散行为,当φH2O=0.4时,凝胶的溶胀主要表现出F ick ian动力学行为。     

丝素蛋白纤维/聚N-异丙基丙烯酰胺复合水凝胶的性能

以丝素蛋白纤维为填充材料,采用自由基聚合的方法制备复合聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPPAm)水凝胶,研究复合水凝胶的黏弹性能、溶胀性能和反复溶胀收缩性能。结果表明：丝素蛋白纤维的加入改善了复合水凝胶的力学性能,其平衡溶胀率不仅与温度有关,而且与丝素蛋白纤维的含量有关。此外,处在表面的丝素蛋白纤维与水凝胶之间存在间隙,在反复溶胀-收缩过程中可以作为输水通道,有利于水分子进出,提高了PNIPPAm水凝胶对温度的响应速率并使其溶胀-收缩重复性更好。     

聚N,N-二乙基丙烯酰胺温敏水凝胶的药物释放研究

在合成聚Ｎ，Ｎ－二乙基丙烯酰胺温敏水凝胶的基础上研究了该水凝胶在ＬＣＳＴ附近对药物的释放（以氟哌酸为主）。温度与交联度的变化对药物的释放皆有明显的影响。通过对释放曲线进行计算机模拟得到释放液浓度的经验公式，并从理论上初步解释了公式中各参数的物理意义。作出了理论近似计算得到的表观扩散系数的变化曲线，其在ＬＣＳＴ附近各温度的变化趋势符合预测     

新型核壳结构水凝胶的合成与表征

以羟丙基纤维素为模板,在水溶液中合成了不含表面活性剂的聚甲基丙烯酸(PMAA)纳米水凝胶。再以该PMAA纳米水凝胶为模板,合成了具有pH和温度双重敏感的聚甲基丙烯酸/聚N-异丙基丙烯酰胺(PMAA-PNIPA)核壳结构纳米水凝胶。对纳米水凝胶的形态、结构、pH以及温度敏感性的表征结果表明,纳米水凝胶粒径为338.8~407.9 nm,并随交联剂用量的增加而减小,其体积相转变具有良好的pH及温度响应性,这种绿色合成的生物相容性新型核壳结构纳米水凝胶具有极为广泛的应用前景。     

具有自由氨基酸侧链的两性水凝胶的溶胀行为

合成了具有自由氨基酸侧链的两性水凝胶聚（ε-丙烯酰胺化-L-赖氨酸-co-丙烯酰胺）（P(εACRLLY-co-AM)）。通过研究凝胶的溶胀度与pH、外加盐浓度间的关系,证实该凝胶具有显著的两性特征,在较宽的pH范围内（pH=4~10）处于等电点状态。溶胀动力学的研究表明,在相同pH下,不同组成的凝胶具有相似的溶胀动力学过程;不同pH下由于氨基酸的电离状态不同造成了溶胀动力学过程的不同。溶胀与消溶胀动力学行为的研究结果显示,凝胶消溶胀过程较溶胀过程存在滞后现象,其中碱性环境下的滞后更为明显。尿素的应用表明,凝胶在低pH环境下存在分子内及分子间氢键。     

羧甲基纤维素钠/聚(N-异丙基丙烯酰胺)纳米复合水凝胶的制备及结构性能表征

以无机粘土为交联剂制备了具有温度、pH双重敏感特性的羧甲基纤维素钠/聚(N-异丙基丙烯酰胺)/粘土半互穿网络纳米复合水凝胶(CMC/PNIPA/Clay semi-IPN),并通过红外和透射电镜对其结构和形态进行了表征。在酸性(pH=1.2)和20℃条件下,分别研究了温度和不同pH缓冲液对该凝胶溶胀度的影响,测定了复合水凝胶的力学性能。结果表明:水凝胶中的粘土被剥离成单片层,且均匀分散在凝胶网络中,起交联剂的作用,而CMC以线性大分子的形态存在;CMC/PNIPA/Clay具有良好的温度、pH双重敏感特性;凝胶的断裂伸长率>1 000%。     

亚硝基脲类和亚硝基硫脲类的理化性质及致突变能力

本题选择N,N′-二甲基亚硝基脲(DMNU),N,N′-二乙基亚硝基脲(DENU),及其类似物N,N′-二甲基亚硝基硫脲(DMNTU)、N,N′-二乙基亚硝基硫脲(DENTU)为代表,测定了这些化合物的水解反应速度、脂溶性(HPLC的logk′值)、水解产物和致突变能力。证明了硫脲的脂溶性大于脲的脂溶性。DMNTU对TA100菌株的致突变能力最强,其它较弱。     

pH敏感性P(AM-AA-co-C8PhEO10Ac)水凝胶溶胀动力学及其对茶碱的控释

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和丙烯酸辛基酚聚氧乙烯醚酯(C8PhEO10Ac)为单体,采用自由基交联共聚法合成了具有pH敏感性的P(AM-AA-co-C8PhEO10Ac)水凝胶。研究了pH、单体配比对凝胶溶胀性能、溶胀动力学和退溶胀动力学的影响。初步探讨了模拟胃液(pH=1.4)、肠液(pH=7.4)中水凝胶对茶碱的控释情况。结果表明:凝胶具有高溶胀、退溶胀速率和良好的pH敏感性等特征;水凝胶的扩散行为在pH=7.4的缓冲溶液中为非Fickian扩散模式;载药凝胶在模拟肠液中对药物的累积释放率明显大于胃液中的累积释放率,其中n(C8PhEO10Ac)∶n(AM)∶n(AA)为1∶20∶30的载药水凝胶对茶碱的累积释放率最大。     

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。     

CMC/PNIPAAm半互穿网络水凝胶的溶胀动力学研究

以羧甲基纤维素钠(CMC)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)为原料，制备了具有温度和pH敏感性的半互穿网络(CMC／PNIPAAmsemi-IPN)水凝胶，并研究了水凝胶在不同温度和pH值条件下的溶胀行为。结果表明：在弱碱性(pH-7．4)条件下，凝胶的溶胀速率和溶胀度都随着凝胶中CMC含量的增加而增大；而在酸性(pH-1．O)条件下则相反。在弱碱性条件下，水分子在凝胶中的扩散行为都可用non-Fickian扩散来描述，水分子在凝胶中的扩散系数D随着凝胶溶胀速率的增大而增大；在酸性条件下，20℃时凝胶的溶胀过程符合non-Fickian扩散规律，而37℃时凝胶的溶胀过程符合Fickian扩散规律，但水分子的扩散系数D相差不大。     

基于改性多糖交联的生物可降解水凝胶的合成及其释药性

在4-二甲氨基吡啶（DMAP）的催化下,天然高分子海带多糖（Lam）与甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）发生亲核取代反应,制备出一种新型水溶性生物可降解交联剂——甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝海带多糖（Lam-GMA）。以Lam-GMA为交联剂,与丙烯酰胺（AM）单体共聚制备水凝胶。在生理条件与脂肪酶的作用下,对凝胶的溶胀特性和降解行为进行研究。以牛血清白蛋白（BSA）为模型高分子药物,包埋在水凝胶中,研究其降解释药行为。结果表明,GMA接枝到Lam链的反应转化率很高,并且接枝率可控;交联剂用量越大,水凝胶降解所需时间越长;随着水凝胶的降解BSA缓慢释放。     

丙烯酰胺/海藻酸钠双网络水凝胶的成型及其材料性能研究

采用光固化缓释体系技术制备丙烯酰胺/海藻酸钠双网络水凝胶,传统方法制备丙烯酰胺单网络水凝胶和海藻酸钠单网络水凝胶,然后使用万能材料试验机对丙烯酰胺/海藻酸钠双网络水凝胶和丙烯酰胺单网络水凝胶做力学性能的检验,接着对丙烯酰胺/海藻酸钠双网络水凝胶力学性能的稳定性进行检验,最后将丙烯酰胺/海藻酸钠双网络水凝胶和海藻酸钠单网络水凝胶放入不同pH的溶液中分别检测溶胀率.结果显示,丙烯酰胺/海藻酸钠双网络水凝胶的最大应变和弹性模量都与丙烯酰胺单网络水凝胶显著不同.丙烯酰胺/海藻酸钠双网络水凝胶经过30 min的往复拉伸后,力学性能依然稳定,没有明显的变化,且在不同pH溶液内的溶胀率也明显不同.丙烯酰胺/海藻酸钠双网络水凝胶拥有稳定的力学性能,具有更稳定的溶胀率且快速到达溶胀平衡.因此,该双网络水凝胶具有较好的应用前景.     

N-异丙基丙烯酰胺与丙烯酸叔丁酯共聚微凝胶的温敏性

以一定量的N-异丙基丙烯酰胺(N IPAM)为主单体,以亚甲基双丙烯酰胺(M BA)为交联剂,使用丙烯酸叔丁酯(tBA)为共聚单体,通过改进的无皂乳液聚合方法制备了具有温敏性的P(N IPAM-co-tBA)微凝胶。傅立叶变换红外光谱分析结果证实了微凝胶的化学结构,扫描电镜观察表明该微凝胶为单分散性良好的球形形状。P(N IPAM-co-tBA)微凝胶的体积相转变温度在较宽的范围内可由共聚单体tBA的用量进行调节,但随着tBA用量的增加,微凝胶的温敏性逐渐下降。由于tBA共聚单元增加了聚合物链的疏水性,因此P(N IPAM-co-tBA)微凝胶的溶胀比随着凝胶网络中tBA单元含量的增加而下降。     

丙烯酸盐与丙烯酰胺共聚制备耐盐性高吸水树脂

以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵-亚硫酸钠为引发剂,采用水溶液聚合法合成了耐盐性高吸水树脂-聚(丙烯酸钠-co-丙烯酰胺).研究了单体配比、丙烯酸中和度、引发剂及交联剂用量以及反应温度对常压及加压(1.96×103Pa)下吸盐水(wNaCl=0.009)率的影响.并对其结构进行了表征.该耐盐性高吸水树脂常压和加压下吸盐水率分别为50g·g-1和18 g·g-1,且凝胶强度好.     

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。