聚(N-異丙基丙烯酰胺)-聚丙烯酰胺互穿網(wǎng)絡水凝膠的制備及性能.pdf

1、在過去的三十年里,聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)作為一種典型的溫度敏感性水凝膠,已經吸引了眾多研究者的興趣。然而,傳統(tǒng)化學交聯(lián)的PNIPAAm水凝膠力學性能差,響應速度慢,很大程度上限定了其在藥用和醫(yī)用方面的價值。因此,增強PNIPAAm水凝膠的力學和快速響應性能以擴大其應用領域是目前主要的研究方向。
　　為改善水凝膠的響應性,許多學者提出形成凝膠互穿網(wǎng)絡結構(Interpenetrating Network,IPN)

2、。IPN是指將兩個化學上不同的組份分別形成各自獨立的網(wǎng)絡,而兩網(wǎng)絡相互纏結在一起構成“拓撲鍵”形成的互貫穿網(wǎng)絡聚合物。IPN特有的強迫作用能使兩種性能差異很大或具有不同功能的聚合物形成穩(wěn)定的結合,從而實現(xiàn)組分之間性能的互補;同時IPN的特殊細胞狀結構、界面互穿、雙相連續(xù)等結構形態(tài)特征,又使得它們在性能或功能上產生特殊的協(xié)同作用。據(jù)文獻報道,已有一些科研人員采用這種方式來提高PNIPAAm水凝膠的響應性能,如,張先正等報道了在PNIPAA

3、m凝膠中引入第二網(wǎng)絡形成的IPN水凝膠在機械性能和響應性的提高,以及藥物持續(xù)釋放上有顯著效果。我們先前已經采用一種由焦磷酸鈉改性的鋰皂石(Laponite XLS,Clay-S)作為物理交聯(lián)劑,成功制備出粘土交聯(lián)的PNIPAAm水凝膠。該水凝膠突破傳統(tǒng)的水凝膠力學性能差的特性,具有較高的斷裂強度和較大的斷裂伸長比,且發(fā)現(xiàn)其機械強度隨著粘土含量的增加而增大,但其響應行為卻呈現(xiàn)大幅度降低趨勢,影響了其實際應用價值。有鑒于此,本論文的工作著眼

4、于在保證一定力學性能的同時,大大提高PNIPAAm水凝膠的響應性能。主要研究內容包括:
　　(1)利用紫外輻照引發(fā)聚合方法,首次制備PNIPAAm/PAAm無機/有機互穿網(wǎng)絡(IPN)水凝膠。初步研究了PNIPAAm凝膠在互穿前后對其結構及性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),較之于未互穿的無機交聯(lián)PNIPAAm凝膠,該IPN凝膠具有超快的響應速度和更好的動態(tài)力學性能。
　　(2)系統(tǒng)研究和分析了第一網(wǎng)絡交聯(lián)劑粘土的含量、第一網(wǎng)絡單體NIP

5、AAm的含量,第二網(wǎng)絡單體AAm的濃度以及浸泡時間等因素對凝膠體系各方面的性能,如溶脹/退溶脹性能、動態(tài)力學性能、透光性能等的影響。通過分析,發(fā)現(xiàn)可改變其組分的含量,如粘土含量和第二網(wǎng)絡單體AAm的濃度等手段來達到調控IPN凝膠的性能。
　　(3)鑒于制備的PNIPAAm/PAAm IPN水凝膠具有可控響應速度和優(yōu)異穩(wěn)定性等特點,研究了此類IPN凝膠在兩種溫度下的對牛血清白蛋白(BSA)藥物緩釋效果,分析了粘土含量和第二網(wǎng)絡單體A