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摘 要

本课题评述了温敏水凝胶、pH敏感水凝胶的环境敏感特性并探讨了环境敏感的机理。按其在环境中的不同表现，温敏凝胶可分为热胀型和热缩型，pH敏感水凝胶可分为阴离子型、阳离子型和两性型。

选择异丙基丙烯酰胺和丙烯酸为原料，通过溶液自由基聚合制备出结构可控的具有温度和pH双重响应性的聚合物水凝胶，并且进行溶胀性能研究。

本课题最终得出p（NIPAM-co-AA）智能水凝胶的的温敏相变温度为35℃，接近人体体温，pH敏感相变值为6，最合适的交联剂含量是3％，含有多种环境敏感特性的复合凝胶在近年来得到越来越多的关注,在凝胶材料性能的改善上还有大量工作要做。

关键字：水凝胶 pH敏感 温敏 溶胀

ABSTRACT

In this paper we reviewed the Environmental sensitivity of thermo sensitive hydrogel and pH sensitive hydrogel, and discussed the mechanism of environmental sensitivity. According to their different response to the change of environment, the temperature sensitive gel can be divided into two types: gel that expands and shrinks under thermal variation. While pH sensitive hydrogels can be classified as anionic, cationic and amphoteric hydrogels.

Choosing isopropyl acrylamide and acrylic acid as original materials, hydrogels with controllable structure and dual pH/thermo-responsive properties were prepared by free-radical polymerization in aqueous solution. The swelling properties of hydrogels were measured at different pH and temperature.

Finally, the results show that the phase transition temperature of P (NIPAM co AA) intelligent hydrogels with thermo sensitive is 35 centigrade, closing to the body temperature of human beings. In addition, the corresponding value of pH sensitive phase transition is 6, with the most suitable cross-linking rate being 3%. Given that the environmental sensitive properties of composite gel have attracted more and more attention in recent years, there still remains a lot of work to be done in the future.

Keyword: hydrogel pH-sensitive thermo-sensitive swelling

目录

摘要 2

目录 IV

第一章 文献综述 1

1.1 pH和温敏水凝胶简介 1

1.2 pH和温敏水凝胶作用原理 1

1.2.1pH敏感水凝胶作用原理 1

1.2.2温敏水凝胶作用原理 2

1.3 pH和温敏水凝胶的合成 2

1.3.1单体聚合并交联 3

1.3.2聚合物交联 3

1.3.3接枝共聚 3

1.3.4 嵌段共聚 3

1.3.5 互穿聚合物网络(IPN)技术 4

1.4 pH和温敏水凝胶溶胀性能 4

1.4.1 pH敏感水凝胶溶胀性能 4

1.4.2 温敏感水凝胶溶胀性能 5

1.5 pH和温敏水凝胶的研究展望 5

1.6 本文工作 6

第二章 实验部分 7

2.1 引言 7

2.2 实验仪器和试剂 7

2.3 水凝胶的制备 8

2.4 测定水凝胶的溶胀率 8

2.4.1 缓冲液的配置 8

2.4.2 溶胀率SR的定义 9

第三章 结果与讨论 10

3.1 水凝胶的制备结果 10

3.2 结构表征 10

3.3 测定不同条件下的水凝胶的溶胀率 11

3.3.1 不同温度下的水凝胶的溶胀率 11

3.3.2 不同pH值下的水凝胶的溶胀率 12

3.3.3 不同交联剂含量的水凝胶溶胀率 14

第四章 总结与展望 15

4.1 总结 15

4.2 展望 15

参 考 文 献 16

第一章 文献综述

1.1 pH和温敏水凝胶简介

pH和温敏水凝胶是一种能显著地溶胀于水但在水中并不能溶解的三维网络或互穿网络，它能对外界刺激（如：温度、pH 值、磁场、电场、溶剂、光、化学物质等）发生响应，产生不连续的体积变化。由于pH和温敏水凝胶的这种独特响应性，其在药物控制释放、传感器、记忆元件开关、组织工程等方面具有很好的应用前景^[1-3]。随着对高分子材料功能要求的日益提高，单一智能型高分子材料已不能满足发展要求，发展具有良好相容性、多重智能功能的高分子材料，尤其是能够同时对两种或两种以上外界刺激产生响应的智能凝胶，已成为高分子药物缓释载体的发展方向^[1-5]。因温度和pH 值是生理、生物和化学系统中的两个重要因素，研究具有温度和pH 值敏感特性的水凝胶，作为一种新型的高分子材料正日益受到关注^[6]。

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