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【范文】快速响应性敏感大孔水凝胶的制备及其溶胀性能研究
【作者】 薛玉华；
【导师】 赵文元；
【摘要】 敏感性水凝胶以其优良的亲水和缓释等性能而广泛应用于工农业生产及生物、医药领域,成为当前的研究热点。其中研究最多的是pH和温度敏感性水凝胶,因pH和温度不但易于控制,而且是生理、生物和化学系统中两个很重要的因素。由于常规水凝胶存在一些缺点(如响应速率慢、机械性能差等),因而大大限制了水凝胶的应用,因此提高水凝胶的响应速率成为当前高分子凝胶研究和开发的一个重要课题,而最常见的是制备大孔凝胶。采用相分离来制备大孔水凝胶是一种比较有效的方法,尤其针对温敏性水凝胶而言,而采用此法对pH敏感性水凝胶研究者却很少。本文采用相分离的方法制备了三种不同体系的敏感性大孔水凝胶,以期提高水凝胶的响应速率。以不同浓度的氯化钠水溶液作为聚合介质,首先制备出典型的pH敏感性聚丙稀酸(PAAc)大孔水凝胶,研究了其各种性质,在此基础上,为了扩大丙稀酸在水凝胶上的应用,又相继制备了pH敏感性聚(丙稀酸-co-丙稀酰胺)[P(AAc-co-AM)]大孔水凝胶以及pH与温度双重敏感性聚(N-异丙基丙稀酰胺-co-丙稀酸)[P(NIPA-co-AAc)]大孔水凝胶。讨论了大孔水凝胶的形成机理,用红外光谱仪(FT-IR)测定...
【Abstract】 Sensitive hydrogels, with excellent properties such as hydrophilicity, release, etc, are widely used in industrial and agricultural production, biological and medical fields, to become the research hotspot now. And the pH and temperature sensitive hydrogels are the most research, since pH and temperature are not only easy to control, but also two very important factors in physical, biological and chemical systems. Common hydrogels are limited in many fields by their slow responsive rate and weak...
【关键词】 敏感性水凝胶； 氯化钠(NaCl)； 相分离； 孔洞； 溶胀比； 响应速率；
【Key words】 sensitive hydrogels； sodium chloride(NaCl)； phase separation； macro-porous； swelling ratio； responsive rate；
【范文目录】
摘要 5-7
Abstract 7-8
1 敏感水凝胶研究进展 12-33
1.1 前言 12
1.2 敏感性水凝胶的种类 12-15
1.2.1 pH敏感性水凝胶 13-14
1.2.2 温度敏感性水凝胶 14
1.2.3 光敏感性水凝胶 14-15
1.2.4 电敏感性水凝胶 15
1.2.5 磁敏感性水凝胶 15
1.2.6 多重敏感性水凝胶 15
1.3 高分子凝胶的制备 15-17
1.3.1 单体聚合同时交联法 16-17
1.3.2 接枝共聚 17
1.3.3 水溶性高分子的交联 17
1.4 高分子凝胶的性质 17-20
1.4.1 溶胀理论 17-19
1.4.2 体积相转变理论 19
1.4.3 交联密度理论 19-20
1.5 敏感性水凝胶的最新发展 20-24
1.5.1 微凝胶或纳米凝胶 20-21
1.5.2 大孔或超孔水凝胶 21-22
1.5.3 具有摇摆链的水凝胶(梳型结构水凝胶) 22-23
1.5.4 其它类型的水凝胶 23-24
1.6 敏感性水凝胶的应用 24-27
1.6.1 药物缓释 24-25
1.6.2 物质分离 25
1.6.3 组织工程培养 25-26
1.6.4 化学机械阀及感应元件 26-27
1.6.5 其它 27
1.7 存在的问题以及前景 27
1.8 本论文研究的目的、主要内容以及创新点 27-29
1.8.1 研究的目的 28
1.8.2 研究的主要内容 28
1.8.3 研究的主要创新点 28-29
参考文献 29-33
2 快速响应pH敏感性聚丙稀酸大孔水凝胶的制备及其溶胀性能 33-50
2.1 概述 33-34
2.2 实验部分 34-37
2.2.1 主要仪器与试剂 34
2.2.2 PAAc水凝胶的制备 34-35
2.2.3 PAAc水凝胶的红外分析 35
2.2.4 PAAc水凝胶的表面形态观察 35
2.2.5 PAAc水凝胶的溶胀性能 35-37
2.2.5.1 聚合介质中NaCl浓度对水凝胶平衡溶胀比的影响 36
2.2.5.2 水凝胶的pH敏感性 36
2.2.5.3 水凝胶的离子强度敏感性 36
2.2.5.4 水凝胶的去溶胀动力学 36-37
2.2.5.5 水凝胶的溶胀动力学 37
2.2.5.6 水凝胶的溶胀-去溶胀特性 37
2.3 结果与讨论 37-47
2.3.1 PAAc水凝胶的制备 37-38
2.3.2 PAAc水凝胶的红外分析 38-39
2.3.3 PAAc水凝胶的表面形态 39-40
2.3.4 聚合介质中NaCl浓度对PAAc水凝胶平衡溶胀比的影响 40
2.3.5 PAAc水凝胶的pH敏感性 40-41
2.3.6 PAAc水凝胶的离子强度敏感性 41-42
2.3.7 PAAc水凝胶的去溶胀动力学 42-44
2.3.8 PAAc水凝胶的溶胀动力学 44-45
2.3.9 PAAc水凝胶的溶胀-去溶胀特性 45-47
2.4 本章小结 47-48
参考文献 48-50
3 快速响应pH敏感性聚(丙稀酸-co-丙稀酰胺)大孔水凝胶的制备及其溶胀性能 50-68
3.1 概述 50-51
3.2 实验部分 51-55
3.2.1 主要仪器与试剂 52
3.2.2 P(AAc-co-AM)水凝胶的制备 52-53
3.2.3 P(AAc-co-AM)水凝胶的红外分析 53
3.2.4 P(AAc-co-AM)水凝胶的表面形态观察 53
3.2.5 P(AAc-co-AM)水凝胶的溶胀性能 53-55
3.2.5.1 聚合介质中NaCl浓度对水凝胶平衡溶胀比的影响 53
3.2.5.2 水凝胶的pH敏感性 53-54
3.2.5.3 水凝胶的离子强度敏感性 54
3.2.5.4 水凝胶的去溶胀动力学 54
3.2.5.5 水凝胶的溶胀动力学 54
3.2.5.6 水凝胶的溶胀-去溶胀特性 54-55
3.3 结果与讨论 55-65
3.3.1 P(AAc-co-AM)水凝胶的制备 55-56
3.3.2 P(AAc-co-AM)水凝胶的红外分析 56
3.3.3 P(AAc-co-AM)水凝胶的表面形态 56-57
3.3.4 聚合介质中NaCl浓度对P(AAc-co-AM)水凝胶平衡溶胀比的影响 57-58
3.3.5 P(AAc-co-AM)水凝胶的pH敏感性 58-59
3.3.6 P(AAc-co-AM)水凝胶的离子强度敏感性 59-60
3.3.7 P(AAc-co-AM)水凝胶的去溶胀动力学 60-62
3.3.8 P(AAc-co-AM)水凝胶的溶胀动力学 62-63
3.3.9 P(AAc-co-AM)水凝胶的溶胀-去溶胀特性 63-65
3.4 本章小结 65
参考文献 65-68
4 快速响应温度与pH双重敏感性聚(N-异丙基丙稀酰胺-co-丙稀酸)大孔水凝胶的制备及其溶胀性能 68-85
4.1 概述 68-69
4.2 实验部分 69-72
4.2.1 试剂及仪器 69
4.2.2 P(NIPA-co-AAc)水凝胶的制备 69-70
4.2.3 P(NIPA-co-AAc)水凝胶的红外分析 70
4.2.4 P(NIPA-co-AAc)水凝胶的形态观察 70
4.2.5 P(NIPA-co-AAc)水凝胶的溶胀性能 70-72
4.2.5.1 聚合介质中NaCl浓度对水凝胶平衡溶胀比的影响 70-71
4.2.5.2 水凝胶的温度敏感性 71
4.2.5.3 水凝胶的pH敏感性 71
4.2.5.4 水凝胶的离子强度敏感性 71
4.2.5.5 水凝胶的去溶胀动力学 71-72
4.2.5.6 水凝胶的溶胀动力学 72
4.3 结果和讨论 72-82
4.3.1 P(NIPA-co-AAc)水凝胶的制备 72-73
4.3.2 P(NIPA-co-AAc)水凝胶的红外分析 73-74
4.3.3 聚合介质中NaCl浓度对P(NIPA-co-AAc)水凝胶平衡溶胀比的影响 74-75
4.3.4 P(NIPA-co-AAc)水凝胶的微观形态 75-76
4.3.5 P(NIPA-co-AAc)水凝胶的温度敏感性 76-77
4.3.6 P(NIPA-co-AAc)水凝胶的pH敏感性 77-78
4.3.7 P(NIPA-co-AAc)水凝胶的离子强度敏感性 78-79
4.3.8 P(NIPA-co-AAc)水凝胶的去溶胀动力学 79-81
4.3.9 P(NIPA-co-AAc)水凝胶的溶胀动力学 81-82
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