文档介绍：智能高分子水凝胶
专业年级姓名
摘要：本文对近几年智能高分子水凝胶中的温度敏感性凝胶和高吸水性树脂的制备、性能特征及其用作了简 要介绍，并对其发展前景作了展望。
关键词：智能水凝胶；温敏性；高吸水性树脂；保墙缓释肥料
材料是推动人类IPAm 共聚制成 水凝胶，这种水凝胶的溶胀比和LCST可随着共聚物中VSIB含量增加分别增加和升高，其最大特 点是，在低浓度范围的盐溶液中，其溶胀比将随盐溶液浓度的增加而升高。Xian-Zheng Zhang等人叫 通过冠SiS 45- allyldibeno-18-crown - 6 （CE）与NIPAm共聚制备出温度敏感性凝胶，当温度高于其 LCST时，该凝胶表现出快速的相变行为，其相变时间可缩至2min以内。这种凝胶由于在其分子中 引入了冠醍，且具有快速响应性，所以非常适用于贵金属富集和分离，也可以用在手性药物的分离 方面。Wei Xue等的分别用双正丙基丙烯酰***（DPAM）、双正辛基丙烯酰***（DOAM）和双十二烷 基丙烯酰***（DDAM）与NIPAm共聚，合成水凝胶，引入以上单体不但增强了该凝胶的机械性能， 同时保持了温敏特性。接着他们UM采取特殊的制备方法，制备出快速响应性NIPAm和DPAM的共 聚凝胶，其方法是，将二者先在20°C引发反应一定时间，然后在-28 °C进行冷冻聚合24 h,该凝胶 与传统方法制备的同种凝胶相比，其溶胀和消溶胀速度很快，这种干凝胶吸收自身重量的70和90% 的水分别只需要30min和240min,而后者吸收同样重量的水所需时间分别为1600min和2500min, 前者在体积相变时可在1 min内损失95%以上的水，而后者在同样时间内的失水率仅为50%,其研 究表明该凝胶具有微孔结构，但这种凝胶的缺点是机械强度不敌使用传统方法制备的水凝胶的强度。 Giancarlo Masci等「勾使用methaciylated pullulan和NIPAm为共聚单体制备水凝胶，所制备的凝胶中 只有NIPAm的摩尔含量至少是methacrylated pullulan含量的8倍以上时，凝胶才表现出温度敏感特 性，随着NIPAm含量的增加，其LCST可从40 °C逐渐降至36 °C而接近纯的PNIPAm的LCST。当 发生体积相变时，该凝胶的失水率可达到80%,他们还发现，随着凝胶中的PNIPAm含量和溶液的 温度增加，其机械性能可明显提高。Ji Hye Kim等人四为了加快凝胶相变响应速率。通过NIPAm与 海藻酸钠进行表面接枝和体相接枝，制备出了快速响应的梳型水凝胶，其响应时间在1 min内，由
于微孔的存在，增加了水凝胶的比表面积，使水分子能够很容易在水凝胶中进出，从而缩短了其响 应时间，同时这种凝胶具有pH敏感性，其中表面接枝物在溶胀和收缩过程中可以保持其固有的微 孔结构，而体相接枝则无这一特性，因此该凝胶更适于快速响应药物释放体系。XiaoXia Zhu等"I 通过向NIPAm的待聚合液中悬浮层状钠基蒙脱土 （Na-MLS）的方法制得含Na-MLS约4 wt%的二 者的复合物，Na-- wt%的范围内时，复合物凝胶的溶胀比和机械 强度都要比纯PNIPAm的相应性能好，而其LCST则不受Na-MLS含量的影响，但这种凝胶没有发 现具有pH敏感性，这可能与Na-MLS和PNIAm之间未形成化学键有关。此外，Tatsuya Motonaga等 人凹用丙烯酸钠（NaAA）和NIPAm共聚制得阴离子性的智能凝胶，其特点是随着NaAA含量增加， 该凝胶的LCST和其平衡溶胀比分别升高和增加。
此外，还可以通过互穿网络技术制备结构和性能不同的PNIPAm类水凝胶。E. Diez-Pena等人闽 通过NIPAm与***丙烯酸（MAA）自由基共聚和顺序聚合法成功制备出二者的共聚物和互穿网络 结构（INP）聚合物凝胶，其研究结果表明，这种凝胶同时具有温度和pH敏感性，而LCST现象只 有在PNIPAm含量高的聚合物凝胶在酸性缓冲液中才能表现出。Mingzhen W等皿切合成了壳聚糖 （CS） /PNIPAm IPN和半IPN水凝胶，研究其性能发现IPN和半IPN水凝胶在能保持温度敏感特性 之外，还具有CS水凝胶的相似的性能，克服了 PNIPAm凝胶的体积不稳定性。JingZhang等叫在紫 外线照射下制备出了 PMAA与PNIPAm的IPN结构的水凝胶，该凝胶具有温度和pH双重敏感性， 研究发现，IPN结构中两组分具有相对独立的pH和温度响应性，当该凝胶用于药物释放时，发现通 过改变溶液的pH、温度以及模型药物的尺寸可以很好的控制药物的释放速度。
PNIPAm当发生体积相变时，其表面会收缩成一致密薄层，阻止凝胶内部水分向外扩散。利用 这