pH-溫度刺激響應(yīng)性共聚物微凝膠及其組裝形成纖維的研究.pdf

1、智能水凝膠纖維的尺度介于宏觀塊狀智能水凝膠和智能微凝膠之間，結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，既有宏觀塊狀智能水凝膠作為材料所要求的基本的力學(xué)性能，又有智能微凝膠比表面積大和對(duì)外界刺激響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，因此智能水凝膠纖維在組織工程、分離過濾、酶或催化劑載體、藥物可控釋放等方面有廣闊的應(yīng)用前景。由于智能水凝膠纖維通常具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)，因此難以采用常規(guī)的紡絲方法來(lái)制備。本文嘗試用冰晶體模板法使具有pH/溫度雙重刺激響應(yīng)性的微凝膠在冰晶體模板中組裝形成智能水凝膠

2、纖維。該方法無(wú)需添加助劑，不使用有機(jī)溶劑，無(wú)其它副產(chǎn)物產(chǎn)生，因此是一種節(jié)省資源和環(huán)境友好性的制備方法。另外，制備過程中采用水為分散介質(zhì)，完全在低溫下操作，因此制得的智能水凝膠纖維應(yīng)該具有良好的生物相容性，有望更適合用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。本文的具體研究工作及取得的研究結(jié)果主要分為以下三個(gè)方面：
　　 (1)在pH為4.0和7.0的水介質(zhì)中分別采用乳液聚合法使N異丙基丙烯酰胺（NIPAM）和丙烯酸(AA)共聚合成具有溫度/pH雙重刺激響

3、應(yīng)性的poly(NIPAM-co-AA)微凝膠。核磁共振氫譜，元素分析和電位滴定分析結(jié)果表明，在pH為4.0條件下合成的微凝膠中AA單元含量偏高。pH為4.0時(shí)合成的微凝膠的粒徑隨著單體AA用量的增加而增大，而pH為7.0時(shí)合成的微凝膠的粒徑隨著單體AA用量的增加而減小。通過動(dòng)態(tài)激光光散射測(cè)試poly(NIPAM-co-AA)微凝膠的水動(dòng)力學(xué)直徑隨水介質(zhì)溫度或pH值的變化關(guān)系后發(fā)現(xiàn)，pH為4.0條件下合成的微凝膠具有更明顯的pH刺激響應(yīng)

4、性，其溫度刺激響應(yīng)性受水介質(zhì)pH值的影響較大，表明AA單元有可能更均勻地分布于微凝膠聚合物網(wǎng)絡(luò)中。
　　 (2)在pH為4.0和7.0的水介質(zhì)中分別采用乳液聚合法使NIPAM和甲基丙烯酸(MAA)共聚合成具有pH/溫度雙重刺激響應(yīng)性的poly(NIPAM-co-MAA)微凝膠?？疾炝朔磻?yīng)介質(zhì)pH值對(duì)NIPAM與MAA共聚行為的影響。另外結(jié)合第一部分研究結(jié)果，比較了在相同pH條件下AA和MAA分別與NIPAM共聚形成的pH/溫度雙

5、重刺激響應(yīng)性微凝膠的差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在相同投料比的情況下，pH為4.0時(shí)合成的微凝膠中MAA單元含量更高，并明顯高于相同pH條件下合成的poly(NIPAM-co-AA)微凝膠中AA單元的含量，微凝膠的溫度刺激響應(yīng)性受分散介質(zhì)pH值的影響要明顯小于poly(NIPAM-co-AA)微凝膠。
　　 (3)采用單向液氮冷凍的方法使poly(NIPAM-co-AA)微凝膠在冰晶體模板中組裝形成了智能水凝膠纖維，場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡分析結(jié)果表明