明胶-异丙基丙烯酰胺水凝胶的溶胀性

n-异丙基丙烯酰胺水凝胶的红外光谱
n-异丙基丙烯酰胺（N-isopropylacrylamide）水凝胶是一种聚合物凝胶，具有温度响应性质。

它在低温下可以溶胀，而在高温下可以胶凝。

红外光谱是一种用于分析材料的技术，可以提供关于化学组成和分子结构的信息。

n-异丙基丙烯酰胺水凝胶的红外光谱可以显示它的分子键振动，帮助确定其结构和组成。

以下是该水凝胶的红外光谱中常见的吸收峰和相应的解释：
羰基振动：
在约1650-1630 cm^-1范围内，出现羰基C=O振动吸收峰。

这表示存在丙烯酰胺单元，验证了该水凝胶的化学组成。

主链振动：
大致在3100-2900 cm^-1范围内有主链C-H拉伸振动吸收峰。

这些峰表示丙烯酰胺单元的脂肪烷基。

异丙基振动：
大致在1370-1380 cm^-1范围内观察到了异丙基（-CH(CH3)2）的对称和非对称振动吸收峰。

C-N振动：
在约1650-1550 cm^-1范围内可见C-N振动吸收峰，进一步证实了丙烯酰胺单元的存在。

对称拉伸振动：
出现在约2920-2850 cm^-1范围内，代表丙烯酰胺单元中的碳氢键对称拉伸振动。

脱水反应峰：
在约3400-3200 cm^-1范围内可能出现一些宽峰，与水分子的氢键振动相关。

这些峰在高温条件下凝胶时可能会发生变化。

需要注意的是，具体的红外光谱图形和峰位强度可能受样品制备、测量条件和仪器设置等因素的影响。

因此，为了获得准确和可靠的红外光谱数据，建议使用适当的实验方法和仪器，并参考相关的科学文献和研究结果进行分析和解释。

水凝胶的溶胀性与抗张强度高分子凝胶是由具有网状结构的聚合物和溶剂组成的。

水凝胶在水中可显著溶胀。

溶胀性是指凝胶吸收液体后自身体积明显增大的现象，这是弹性凝胶的重要特性，凝胶的溶胀可分为两个阶段：第一阶段是溶剂分子钻入凝胶中与大分子相互作用形成溶剂化层，此过程很快，伴有放热效应和体积收缩现象（指凝胶体积的增加比吸收的液体体积小）第二阶段是液体分子的继续渗透，；这时凝胶体积大大增加。

溶胀的大小可用溶胀度（swelling capacity）来衡量。

交联高聚物的溶胀过程实际上是两种相反趋势的平衡过程,溶剂试图渗透到网络内部,使体积溶胀导致三维分子网络的伸展,交联点之间的分子链的伸展降低了它的构象熵值,分子网络的弹性收缩力,力图使网络收缩。

当两种相反的倾向互相抵消时,达到溶胀平衡。

高分子凝胶的溶胀特性与溶质和溶剂的性质、温度及网络交联结构有关。

温度敏性水凝胶是指能随环境温度变化发生体积突变现象的一类水凝胶。

这种凝胶具有一定比例的疏水和亲水基团，温度的变化可影响这些基团的疏水作用以及大分子链间的氢键作用，从而使凝胶结构改变，发生体积变化。

由于温度敏感性水凝胶的独特响应性，在药物可控释放、生物传感器、生物机械以及膜分离系统等方面有着极其重要的应用价值。

自20世纪80年代Tanaka 等报道了聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)水凝胶的温度敏感性后，水凝胶的温度敏感性受到了广泛的关注。

聚N-异丙基丙烯酰胺凝胶属于低温溶解型温度敏感性水凝胶，它在较小的温度范围内可表现出明显的亲水和疏水变化，从而表现出低温溶胀高温收缩的性能，其临界溶解温度下限在32℃左右。

Inomata，Seker以及Kim等分别合成了N取代基不同的聚N取代丙烯酰胺类水凝胶，较深入地探讨了这类水凝胶的温度敏感性机理。

Takei 等研究发现，当NIPAm与亲水单体共聚时，聚合物的临界溶解温度会升高; 与疏水单体共聚时，聚合物的临界溶解温度则下降。

gelma的溶胀率
GelMA（明胶甲基丙烯酸酯）是一种生物相容性良好的水凝胶材料，广泛应用于组织工程和药物传递等领域。

溶胀率是指材料在吸收溶剂（如水）后体积增大的程度，是GelMA 水凝胶材料重要的物理性能之一。

GelMA的溶胀率受到多种因素的影响，包括其浓度、交联程度、pH值、温度以及溶剂种类等。

一般来说，GelMA水凝胶具有较高的溶胀率，这得益于其丰富的亲水基团和三维网络结构。

当GelMA水凝胶与水接触时，水分子会通过扩散作用进入凝胶网络内部，与亲水基团发生相互作用，导致凝胶体积增大。

在实际应用中，人们可以通过调节GelMA的浓度和交联程度来控制其溶胀率。

一般来说，随着GelMA浓度的增加，凝胶网络的密度增大，溶胀率相应降低；而交联程度的提高则会增强凝胶网络的稳定性，同样导致溶胀率降低。

此外，pH值和温度等环境因素也会对GelMA 的溶胀率产生影响。

在酸性条件下，GelMA分子链上的羧基会质子化，增强凝胶的亲水性，从而提高溶胀率；而在较高温度下，水分子的热运动加剧，有利于水分子进入凝胶网络内部，同样会提高溶胀率。

GelMA的溶胀率对于其在组织工程和药物传递等领域的应用具有重要意义。

例如，在组织工程中，适当的溶胀率可以模拟细胞外基质的微环境，有利于细胞的粘附、增殖和分化；而在药物传递中，溶胀率则会影响药物的释放速率和释放量。

因此，研究和调控GelMA的溶胀率对于优化其应用性能具有重要意义。

一、概述水凝胶相变材料是一种能够吸收和释放大量热量的新型材料，具有很高的热容和热导率，并且能够通过水的相变过程来实现热量的储存和释放。

异丙基丙烯酰胺水凝胶是一种常用的水凝胶相变材料，其具有良好的稳定性和高效的吸热性能，被广泛应用于建筑节能、温控服装、医疗保健等领域。

二、异丙基丙烯酰胺水凝胶的制备与性能1. 制备方法异丙基丙烯酰胺水凝胶的制备主要通过聚合反应来实现，一般采用自由基聚合或离子聚合的方法，在一定的反应条件下将异丙基丙烯酰胺单体聚合成水凝胶材料。

2. 性能特点（1）热容性能：异丙基丙烯酰胺水凝胶具有较高的热容，能够在温度变化时吸收或释放大量热量，从而实现温控效果。

（2）稳定性：水凝胶材料具有较好的稳定性，不易发生脱水或分解，能够长期稳定地应用于各种场合。

（3）吸水性能：异丙基丙烯酰胺水凝胶能够吸收大量水分，形成稳定的凝胶状态，从而具有良好的保湿性能。

三、异丙基丙烯酰胺水凝胶在建筑节能领域的应用1. 建筑节能理念随着社会的不断发展，建筑节能成为人们关注的重要话题之一。

采用水凝胶相变材料可以有效地调节建筑物内部的温度，减少能源消耗，实现节能环保的目标。

2. 应用场景（1）夏季降温：在炎热的夏季，建筑物内部的温度往往很高，而异丙基丙烯酰胺水凝胶可以吸收外界热量，降低室内温度，减少空调能耗。

（2）冬季保温：在寒冷的冬季，水凝胶材料则能释放吸收的热量，保持室内温暖，减少取暖消耗。

四、异丙基丙烯酰胺水凝胶在温控服装领域的应用1. 温控服装的需求随着人们对生活质量要求的不断提高，温控服装成为一种新型的服装需求。

温控服装可以根据外界温度自动调节，为人们提供舒适的穿着体验。

2. 应用特点（1）轻便舒适：异丙基丙烯酰胺水凝胶可以制成纤薄的材料，应用于温控服装中，不仅保持服装的轻便舒适性，还能实现温度调节。

（2）智能温控：将水凝胶材料嵌入服装内部，可以形成智能温控系统，根据环境温度实现自动调节，为人们提供更好的穿着体验。

瑞禧聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPA）透明质酸-聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶水凝胶是一类具有三维网状结构且含有亲水基团，能够吸收大量的水分而溶胀，使水凝胶具有优良的保水性质。

同时还有良好的生物相容性，能够广泛应用。

根据合成材料分类，可分为天然高分子、合成高分子、天然和合成高分子杂化水凝胶等，其中天然高分子水凝胶多糖类就是一大类系。

天然高分子水凝胶分类：天然高分子水凝胶：多糖类、多肽类、蛋白等多糖类：淀粉、壳聚糖、透明质酸、海藻酸、纤维素、琼脂糖、葡聚糖等；多肽类：胶原、明胶、瓜胶、透明质胶、聚L-赖氨酸、聚L-谷胺酸等；蛋白：纤维蛋白、蛋白质等水凝胶的结构:一级结构：亲水基团如羧基、酰胺基、羟基等；疏水基团如烷基等。

二级结构：轻度交联的三维网络结构三级结构：呈无定形的结构水凝胶在分析和医学诊断方面应用：根据水凝胶的环境敏感性,可将它与生物传感器物理元件相连,然后将生物分子固定在水凝胶表面或内部,便可得到生物传感器，用于诊断疾病及做日常监测。

例如,利用水凝胶固定抗原，可用于免疫检测。

聚氨基甲酸酯水凝胶PTMC-F 127-PTMC温敏水凝胶注射型PNIPAM水凝胶P(AA-co-DMMC)水凝胶Agar/P(AM-co-AA)DN水凝胶聚丙烯酰胺水凝胶细菌纤维素/聚丙烯酰胺水凝胶明胶-异丙基丙烯酰胺水凝胶4-[4-(丙烯酰氧基)苯基偶氮]苯磺酸(APABS)光响应水凝胶pH敏感性聚2-(丙烯酰氧基)丙酸水凝胶淀粉-聚乙烯醇水凝胶定制产品聚(甲基丙烯酸-co-泊洛沙姆)水凝胶成品销售聚甲基丙烯酸-泊洛沙姆水凝胶纤维素/聚N-异丙基丙烯酰胺复合温敏性水凝胶聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)类水凝胶多孔聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶 (PNIPAAm)水凝胶β-环糊精交联聚丙烯酸水凝胶弹性聚丙烯酰胺大孔化学水凝胶聚甲基丙烯酸—泊洛沙姆水凝胶pH敏感的聚(L-谷氨酸)-交联聚丙烯酸水凝胶聚(丙烯酸)-co-(α-甲基丙烯酸)水凝胶聚丙烯酸盐-丙烯酰胺水凝胶 P(AA-AM)水凝胶聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)水凝胶) [P(NIPA-co-AAc)]水凝胶PEO/PVA水凝胶聚氧化乙烯/聚乙烯醇(PEO/PVA)水凝胶pH敏感性羟乙基甲壳素/聚丙烯酸水凝胶聚(4-乙酰基丙烯酰乙酸乙酯-co-丙烯酸)水凝胶丙烯酰胺/丙烯酸水凝胶聚乙烯醇/聚丙烯酸水凝胶大豆蛋白/聚丙烯酰胺复合水凝胶魔芋葡甘聚糖/聚丙烯酸水凝胶聚乙烯醇(PVA)类水凝胶改性聚乙烯醇(PVA)水凝胶多功能聚乙烯醇/聚吡咯/MnFe2SO4复合水凝胶SiO2/PVA复合水凝胶PEG—IPDI—PVA水凝胶聚乙烯醇/羟基磷灰石生物活性复合水凝胶 PVA/HA水凝胶聚乙烯醇/羟基磷灰石复合水凝胶聚乙烯吡咯烷酮(PVP)水凝胶聚乙烯醇(PVA)水凝胶微球果胶/聚乙烯醇复合水凝胶聚乙烯醇/结冷胶复合水凝胶功能性PVA基复合水凝胶聚肽水凝胶更多相关动态欢迎关注私信小编瑞禧生物（YQ2021.2）。

N -异丙基丙烯酰胺高分子水凝胶研究进展史海营,李瑞霞,吴大诚(四川大学纺织研究所,四川成都610065)[摘 要]N -异丙基丙烯酰胺基高分子水凝胶的研究进展做了综述。

简要介绍了该类水凝胶的合成方法,重点分析了不同共聚单体及交联剂对水凝胶溶胀性能和环境响应性的影响,尤其是快速响应水凝胶的合成方法和N -异丙基丙烯酰胺/天然大分子水凝胶的特点。

本文也简单介绍了该类水凝胶在不同领域内的应用。

[关键词]N -异丙基丙烯酰胺;高分子水凝胶;快速响应;天然大分子;应用Advance in Polymeric Hydrogels Based on N -isopropylacrylamideShi H aiying,Li Ruix ia,Wu Dacheng(Tex tile Resear ch Institute,Sichuan Univer sity,Chengdu 610065,China)Abstract:T he adv ance in po ly meric hydrog els based on N -iso pr opylacr ylamide w as rev iewed in this paper.T he pr epar ations,the influences o f monomers and cro ss -link ag ents o n the swelling pro per ties and env ir onment sensitiv ity behaviors fo r these hydro gels wer e intro duced br iefly.Especially ,the preparations of rapid -response hy dr og els and the r esear ch o f N -isopro py lacry lamide/natura-l polymers hydr ogels wer e emphasized.T he applica -tions o f the po ly mer ic hydro gels based o n N -iso pr opylacry lamide in different fields wer e summar ized simply.Keywords:N -iso pr opylacry lamide;polymer ic hydrog el;rapid response;nat ur al polymer ;applicatio n[收稿日期]2005-11-09[基金项目]国家自然科学基金资助项目(50473050)[作者简介]史海营(1980-),男,山东人,硕士研究生,主要研究方向:高分子材料的结构与性能。

本科生毕业论文（设计）题目聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶的制备及性质研究学院理学院专业班级应用化学（化学生物）学生姓名指导教师撰写日期：2012 年 5 月 12日聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶的制备及性质研究摘要水凝胶是一种亲水但不溶于水，具有交联三维网络结构的高分子聚合物，具有一定条件下的溶胀/退溶胀行为，同时具有输送和渗透性、能量转换、吸附分离、生物相容性等功能。

根据水凝胶对外界刺激的应答情况，水凝胶可分为传统凝胶和环境敏感型凝胶。

温敏性高分子水凝胶是研究最多，也是最重要的一类敏感性高分子水凝胶体系。

聚N-异丙基丙烯酰胺(PINPAm)的低临界溶解温度（LCST）约33.2℃。

PNIPAm具有良好的双亲性，且其相变温度在人的生理温度附近且略高于环境温度，且通过加入多种类单体控制其LCST，兼有易于控制、易于改性等优良特性，成为目前研究最热的一类热缩性温敏凝胶。

PNIPAm水凝胶制备分别探讨了：（1）用不同量的引发剂过硫酸铵(APS)对水凝胶形成的影响；（2）反应温度分别为低温(低于5度)、20度、30度、40度对水凝胶形成的影响。

所制备的PNIPAm水凝胶分别测定了相转变温度(LCST)和凝胶溶胀率(SR)。

结果表明引发剂量用量增多时水凝胶形成反应时间变短；反应温度升高水凝胶外观出现由无色透明凝胶----乳白半透明凝胶-----乳白色凝胶-----乳白色且无固定形态凝胶的变化。

低温生成的水凝胶相转变温度(LCST)在33度到34度之间，水凝胶体积发生不连续收缩现象；交联剂N,N-亚甲基双丙烯酞胺(BIS)使用量越多溶胀率越小。

关键词：温敏性水凝胶；PNIPAm水凝胶；制备；性质Preparation and the properties of hydrogel PINPAmAbstractThe hydrogel is a kind of hydrophilic system but insoluble in water, has a cross-linked three-dimensional network structure of the polymer, with certain conditions swelling / deswelling behavior, at the same time having a conveying and permeability, energy conversion, adsorption separation, biocompatibility and other functions. According to the outside stimuli response, hydrogel can be divided into traditional and environmentally sensitive gel. Temperature sensitive hydrogel is the most studied, is also one of the most important sensitive polymer hydrogel system. PNIPAm is a classic temperature sensitive hydrogel with lower critical solution temperature (LCST) about 33.2°C closed human body temperature, its phase transition temperature is under the human physiological temperature 2-3°C and slightly higher than the ambient temperature. PNIPAm is amphiphile polymer and easy modification by adding other monomers to control its LCST. Due to the properties easy control and modification, PNIPAm is one of the most attractive environmentally sensitive hydrogel with thermo-shrinkable temperature sensitive hydrogel.In this paper the preperation of PNIPAm hydrogel was investigated with different amounts of the initiator ammonium persulfate (APS) and the reaction temperature which were at under 5°C, 20°C, 30°C, 40°C respectively. And the properties of PNIPAm hydrogel phase transition temperature (LCST) and hydrogel swelling rate (SR) were observed. The experimental results showed that hydrogel formation reaction time becomes shorter with the incressing amounts of APS. The appearance of hydrogel obtained were very different in different reaction temperature: gel is colorless and transparent (under 5°C),shallow slightly milky and semitransparent gel (at 20°C), milky and non-transparent gel, plaster (without fixed shape and non-transparent, maybe microgel). The sample formation under 5°C showed the volume shrinkage phenomenon in the range of 33-34°C. And the amount of crosslinking agent N, N - methylene bis propylene phthalein amine ( BIS ) used in the formation of hydrogel, the hydrogel’s swelling rate was small.Key words: temperature sensitive hydrogel; PNIPAm hydrogel; preparation; properaties目录1 绪论 (1)1.1 水凝胶与智能水凝胶 (1)1.2 温敏性水凝胶 (2)1.3 水凝胶应用前景及展望 (3)2 实验 (5)2.1 实验制备与性质研究试剂 (5)2.2 实验仪器 (5)2.3 制备与性质研究 (5)2.3.1 制备 (5)（1）引发剂（APS）量不同的无孔PNIPAm水凝胶的合成 (5)（2）不同温度的无孔PNIPAm水凝胶的合成 (6)2.3.2 性质研究 (6)（1）相转变温度(LCST)的测定 (6)（2）凝胶溶胀率(SR) (6)3 实验结果与讨论 (8)3.1 制备 (8)3.1.1 不同引发剂（APS）量不同的无孔PNIPAm水凝胶的合成（温度为室温或低温） (8)3.1.2 不同温度的无孔PNIPAm水凝胶的合成 (9)3.2 性质 (10)3.2.1 胶体的温敏性 (10)（1）胶体生成时反应温度为低温（冰水浴中） (10)（2）胶体生成时反应温度为20度 (10)3.2.2 凝胶溶胀率(SR) (11)（1）胶体生成时反应温度为低温（冰水浴中） (11)（2）胶体生成时反应温度为20度 (14)（3）胶体生成时反应温度为低温和20度的对比 (17)4 结论 (20)参考文献 (21)致谢 (22)1 绪论1.1水凝胶与智能水凝胶水凝胶是一种亲水但不溶于水，具有交联三维网络结构的高分子聚合物，具有一定条件下的溶胀/退溶胀行为，同时具有输送和渗透性、能量转换、吸附分离、生物相容性等功能。

聚N异丙基丙烯酰胺水凝胶的制备及性质研究论文本科生毕业论文（设计）题目聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶的制备及性质研究学院理学院专业班级应用化学（化学生物）学生姓名指导教师撰写日期：2012 年 5 月 12日聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶的制备及性质研究摘要水凝胶是一种亲水但不溶于水，具有交联三维网络结构的高分子聚合物，具有一定条件下的溶胀/退溶胀行为，同时具有输送和渗透性、能量转换、吸附分离、生物相容性等功能。

根据水凝胶对外界刺激的应答情况，水凝胶可分为传统凝胶和环境敏感型凝胶。

温敏性高分子水凝胶是研究最多，也是最重要的一类敏感性高分子水凝胶体系。

聚N-异丙基丙烯酰胺(PINPAm)的低临界溶解温度（LCST）约33.2℃。

PNIPAm具有良好的双亲性，且其相变温度在人的生理温度附近且略高于环境温度，且通过加入多种类单体控制其LCST，兼有易于控制、易于改性等优良特性，成为目前研究最热的一类热缩性温敏凝胶。

PNIPAm水凝胶制备分别探讨了：（1）用不同量的引发剂过硫酸铵(APS)对水凝胶形成的影响；（2）反应温度分别为低温(低于5度)、20度、30度、40度对水凝胶形成的影响。

所制备的PNIPAm水凝胶分别测定了相转变温度(LCST)和凝胶溶胀率(SR)。

结果表明引发剂量用量增多时水凝胶形成反应时间变短；反应温度升高水凝胶外观出现由无色透明凝胶----乳白半透明凝胶-----乳白色凝胶-----乳白色且无固定形态凝胶的变化。

低温生成的水凝胶相转变温度(LCST)在33度到34度之间，水凝胶体积发生不连续收缩现象；交联剂N,N-亚甲基双丙烯酞胺(BIS)使用量越多溶胀率越小。

关键词：温敏性水凝胶；PNIPAm水凝胶；制备；性质Preparation and the properties of hydrogel PINPAmAbstractThe hydrogel is a kind of hydrophilic system but insoluble in water, has a cross-linked three-dimensional network structure of the polymer, with certain conditions swelling / deswelling behavior, at the same time having a conveying and permeability, energy conversion, adsorption separation, biocompatibility and other functions. According to the outside stimuli response, hydrogel can be divided into traditional and environmentally sensitive gel. Temperature sensitive hydrogel is the most studied, is also one of the most important sensitive polymer hydrogel system. PNIPAm is a classic temperature sensitive hydrogel with lower critical solution temperature (LCST) about 33.2°C closed human body temperature, its phase transition temperature is under the human physiological temperature 2-3°C and slightly higher than the ambient temperature. PNIPAm is amphiphile polymer and easy modification by adding other monomers to control its LCST. Due to the properties easy control and modification, PNIPAm is one of the most attractive environmentally sensitive hydrogel with thermo-shrinkable temperature sensitive hydrogel.In this paper the preperation of PNIPAm hydrogel was investigated with different amounts of the initiator ammonium persulfate(APS) and the reaction temperature which were at under 5°C, 20°C, 30°C, 40°C respectively. And the properties of PNIPAm hydrogel phase transition temperature (LCST) and hydrogel swelling rate (SR) were observed. The experimental results showed that hydrogel formation reaction time becomes shorter with the incressing amounts of APS. The appearance of hydrogel obtained were very different in different reaction temperature: gel is colorless and transparent (under 5°C),shallow slightly milky and semitransparent gel (at 20°C), milky and non-transparent gel, plaster (without fixed shape and non-transparent, maybe microgel). The sample formation under 5°C showed the volume shrinkage phenomenon in the range of 33-34°C. And the amount of crosslinking agent N, N - methylene bis propylene phthalein amine ( BIS ) used in the formation of hydrogel, the hydrogel’s swelling rate was small.Key words: temperature sensitive hydrogel; PNIPAm hydrogel; preparation; properaties目录1绪论 (1)1.1水凝胶与智能水凝胶 (1)1.2温敏性水凝胶 (2)1.3水凝胶应用前景及展望 (3)2实验 (5)2.1实验制备与性质研究试剂 (5)2.2实验仪器 (5)2.3制备与性质研究 (5)2.3.1制备 (5)（1）引发剂（APS）量不同的无孔PNIPAm 水凝胶的合成 (5)（2）不同温度的无孔PNIPAm水凝胶的合成 (6)2.3.2性质研究 (6)（1）相转变温度(L C S T)的测定...............................................................6（2）凝胶溶胀率(SR) (6)3实验结果与讨论 (8)3.1制备 (8)3.1.1 不同引发剂（APS）量不同的无孔PNIPAm水凝胶的合成（温度为室温或低温） (8)3.1.2 不同温度的无孔PNIPAm水凝胶的合成 (9)3.2性质 (10)3.2.1胶体的温敏性 (10)（1）胶体生成时反应温度为低温（冰水浴中） (10)（2）胶体生成时反应温度为20度………………………………………………………10 3.2.2凝胶溶胀率(SR) (11)（1）胶体生成时反应温度为低温（冰水浴中） (11)（2）胶体生成时反应温度为20度............................................................14（3）胶体生成时反应温度为低温和20度的对比 (17)4结论 (20)参考文献 (21)致谢 (22)1 绪论1.1水凝胶与智能水凝胶水凝胶是一种亲水但不溶于水，具有交联三维网络结构的高分子聚合物，具有一定条件下的溶胀/退溶胀行为，同时具有输送和渗透性、能量转换、吸附分离、生物相容性等功能。

利用核磁共振技术对N-异丙基丙烯酰胺共聚微凝胶去溶胀过程的研究马晓梅;薛志欣;胡艳芳;邢雅成【期刊名称】《青岛大学学报（工程技术版）》【年(卷),期】2008(023)001【摘要】利用变温核磁共振技术考察了N -异丙基丙烯酰胺(NIPAM)与二缩三乙二醇单甲基丙烯酸酯(TREGMA)共聚形成的温敏性微凝胶p(NIPAM-co-TREGMA)的去溶胀行为.首先测定了微凝胶在不同温度下的变温核磁1 H谱,结果表明,微凝胶发生去溶胀时的体积相转变温度(VPTT)随着亲水侧链 (-OCH2CH2)3OH含量的增加而升高,且去溶胀时亲水性侧链从微凝胶网络内部移到网络表面,在表面发生富集.然后进一步考察了温度升高时不同质子自旋-晶格弛豫时间(T1)的变化情况,根据T1的变化趋势从微观角度分析了微凝胶发生去溶胀时的分子间作用.【总页数】6页(P66-71)【作者】马晓梅;薛志欣;胡艳芳;邢雅成【作者单位】青岛大学化学化工与环境学院,山东,青岛,266071;青岛大学化学化工与环境学院,山东,青岛,266071;青岛大学化学化工与环境学院,山东,青岛,266071;青岛大学化学化工与环境学院,山东,青岛,266071【正文语种】中文【中图分类】O631【相关文献】1.聚N-异丙基丙烯酰胺-苯乙烯共聚微凝胶与Tb(Ⅲ)二元配合物的研究 [J], 肖雨亭2.聚N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸共聚微凝胶-Tb(Ⅲ)二元体系的研究 [J], 肖雨亭;陈明清;陆天虹;黄晓华3.体积相转变温度可调的温敏性N-异丙基丙烯酰胺共聚物微凝胶的制备与性能研究 [J], 马晓梅;唐小真4.AFM在N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸共聚物微凝胶粒子性能研究中的应用 [J], 李亚娜;霍东霞;王红英;李树材5.聚N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸共聚微凝胶与Tb(Ⅲ)相互作用的研究 [J], 肖雨亭;陈明清;陆天虹;MITSURU Akashi;黄晓华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

水凝胶的溶胀性与抗张强度高分子凝胶是由具有网状结构的聚合物和溶剂组成的。

水凝胶在水中可显著溶胀。

溶胀性是指凝胶吸收液体后自身体积明显增大的现象，这是弹性凝胶的重要特性，凝胶的溶胀可分为两个阶段：第一阶段是溶剂分子钻入凝胶中与大分子相互作用形成溶剂化层，此过程很快，伴有放热效应和体积收缩现象（指凝胶体积的增加比吸收的液体体积小）第二阶段是液体分子的继续渗透，；这时凝胶体积大大增加。

溶胀的大小可用溶胀度（swelling capacity）来衡量。

交联高聚物的溶胀过程实际上是两种相反趋势的平衡过程,溶剂试图渗透到网络内部,使体积溶胀导致三维分子网络的伸展,交联点之间的分子链的伸展降低了它的构象熵值,分子网络的弹性收缩力,力图使网络收缩。

当两种相反的倾向互相抵消时,达到溶胀平衡。

高分子凝胶的溶胀特性与溶质和溶剂的性质、温度及网络交联结构有关。

温度敏性水凝胶是指能随环境温度变化发生体积突变现象的一类水凝胶。

这种凝胶具有一定比例的疏水和亲水基团，温度的变化可影响这些基团的疏水作用以及大分子链间的氢键作用，从而使凝胶结构改变，发生体积变化。

由于温度敏感性水凝胶的独特响应性，在药物可控释放、生物传感器、生物机械以及膜分离系统等方面有着极其重要的应用价值。

自20世纪80年代Tanaka等报道了聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)水凝胶的温度敏感性后，水凝胶的温度敏感性受到了广泛的关注。

聚N-异丙基丙烯酰胺凝胶属于低温溶解型温度敏感性水凝胶，它在较小的温度范围内可表现出明显的亲水和疏水变化，从而表现出低温溶胀高温收缩的性能，其临界溶解温度下限在32℃左右。

Inomata，Seker以及Kim等分别合成了N取代基不同的聚N取代丙烯酰胺类水凝胶，较深入地探讨了这类水凝胶的温度敏感性机理。

Takei 等研究发现，当NIPAm与亲水单体共聚时，聚合物的临界溶解温度会升高; 与疏水单体共聚时，聚合物的临界溶解温度则下降。

Vol.16 2003年9月功能高分子学报Journal of Functional PolymersNo.3Sep.2003明胶-聚异丙基丙烯酰胺水凝胶的pH、温度敏感性X吉静XX(北京化工大学材料科学与工程学院,北京100029)摘要:用明胶(Gel)和N-异丙基丙烯酰胺(N IPA M)为原料,制备了G el/聚异丙基丙烯酰胺(PN IPAM)水凝胶;研究了不同含量的水凝胶的温度、pH敏感性。

结果表明:温度对水凝胶pH敏感性的影响取决于水凝胶的组成。

明胶含量高的水凝胶,其pH敏感性几乎不受温度的影响;当0.50<w PNIPAM<0.90时,则温度越高,pH敏感性越小。

pH值越低,水凝胶的温敏性越小。

但w PNIPAM>0.90时,pH值几乎不影响水凝胶的温敏性。

关键词:明胶;N-异丙基丙烯酰胺;水凝胶;温敏性;pH敏感性中图分类号:O636文献标识码:A文章编号:1008-9357(2003)03-0353-04以明胶和聚异丙基丙烯酰胺(PN IPAM)构成的互穿网络水凝胶是一种结合明胶pH敏感和PN I-PAM温度敏感的智能材料。

当外部刺激条件如温度、pH改变时,则凝胶产生快速体积相变。

这一特性有望应用于人工肌肉(机器人手臂),药物控制释放材料,渗透泵以及需要快速溶胀、消溶胀的生物催化剂的固定化基质[1,2]等方面。

因而研究温度对水凝胶pH的敏感性及pH值对其温敏性的影响规律,可为上述应用提供依据。

1实验部分1.1材料N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM):化学纯,百灵威试剂公司;明胶(Gel):K-911216,开平明胶厂;过硫酸铵(APS):AR级,北京化学试剂三厂;N,N,N,N-四甲基乙二胺,CP级,北京化学试剂三厂;N, N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS):AR级,北京化学试剂公司;戊二醛溶液(GLA,w=0.25):CP级,北京华博源科技开发中心。

1.2水凝胶的制备将明胶、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、四甲基乙二胺(TEMED)、BIS溶解于去离子水中,待完全溶解后,加入过硫酸铵APS,同时通入氮气;再加入戊二醛GLA,并快速搅拌均匀,室温下静置2h。

水凝胶的低溶胀性能及其应用作者：李凌白亚莉来源：《新材料产业》2020年第04期国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心水凝胶是一类极为亲水的三维网络结构凝胶。

它能迅速吸水溶胀而不在水中溶解，当与水结合时，水凝胶通常能够显现出高度溶胀，这种情况对某些应用来说是非常有用的，例如婴儿的尿布、成人卫生用品、止血剂和农业用蓄水或营养物质的凝胶。

但是，某些医疗应用，不允许高度溶胀。

例如，可吸收明胶是一种不溶于水的、多孔的、柔软形式的明胶，作为止血剂施用于出血表面上。

但是，它不适用于在脊柱周围施用，因为在吸收生理液体后可能溶胀并通过在限定骨腔内的压力造成神经损害;另外，在包括皱纹填充的美容和重建手术应用中，也不期望出现过渡溶胀。

另一方面，水凝胶的力学性能强有力地受到溶胀度的影响，抵抗溶胀的能力能够帮助水凝胶保持最初的形状和力学性能，并维持良好的稳定性。

因此，在有别于高吸水凝胶的另外一个需求的角度，开发低溶胀度的水凝胶也显得尤为必要。

1如何定义低溶胀水凝胶1.1溶胀度的定义聚合物水凝胶的溶胀度是用来表征聚合物溶胀程度的一个最常用的物理量，溶胀度的表示方法见式（1）：SR=（Wt-Wi）/Wi（1）式中的SR為凝胶的溶胀度;“Wt”为溶胀后的凝胶质量;“wi”为溶胀前的凝胶质量。

对于一种给定的聚合物在一定条件下其溶胀度可采用以下方法确定：准确称量一定量的聚合物干凝胶置于蒸馏水、缓冲溶液或饱和食盐水溶液中，计算不同时间下的聚合物水凝胶溶胀度，当测定的溶胀度不随时问变化时，此溶胀度即为平衡溶胀度（以下简称“溶胀度”）。

1.2低溶胀水凝胶的定义和分类许多聚合物水凝胶能够吸收为自身质量的数倍、数十倍甚至数百倍的溶剂，这样的水凝胶属于高溶胀水凝胶，例如用于婴儿尿布和成人卫生用品的聚丙烯酸盐超吸收凝胶;与此相反的，根据对现有技术的检索和分析，低溶胀水凝胶的溶胀度定义为低于100%，这显然与高溶胀水凝胶的溶胀度差别巨大，因而能够与其明显区分开。

NIPAAm系共聚温敏凝胶的溶胀与释药性能潘春跃;于典;隆清德;饶燕平;吴年强;李兴翠【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2007(038)005【摘要】以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)系共聚凝胶为研究对象,通过引入亲水单体丙烯酰胺(AAm)和疏水单体甲基丙烯酸丁酯(BMA)制备PNIPAAm,P(NIPAAm-co-AAm)和P(NIPAAm-co-BMA)3种具有不同亲水性的共聚凝胶,研究NIPAAm 系共聚凝胶对亲水性不同的2种模型药物的载药与释药行为.研究结果表明:NIPAAm系共聚凝胶呈现热缩温敏特性,在相转变温度(LCST)以下,随着凝胶亲水性的增强,凝胶的LCST升高,平衡溶胀比和初始溶胀速率增大;亲水性药物水杨酸钠的载药率提高,而增强凝胶的疏水性则有利于提高水杨酸的载药率;水杨酸和水杨酸钠的初始释药速率均增大,水杨酸钠初始释药速率明显大于水杨酸初始释药速率.对于亲水性相对较弱的水杨酸,高温下的平衡释药率明显小于低温下的平衡释药率,而对亲水性较强的水杨酸钠,PNIPAm共聚载药凝胶高温和低温平衡释药率相差不大;在温度低于LCST时,3种凝胶对于水杨酸的平衡释药率相差很大,而对于水杨酸钠的平衡释药率均为100%.【总页数】6页(P906-911)【作者】潘春跃;于典;隆清德;饶燕平;吴年强;李兴翠【作者单位】中南大学,化学化工学院,湖南,长沙,410083;中南大学,化学化工学院,湖南,长沙,410083;中南大学,化学化工学院,湖南,长沙,410083;中南大学,化学化工学院,湖南,长沙,410083;中南大学,化学化工学院,湖南,长沙,410083;中南大学,化学化工学院,湖南,长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】O631【相关文献】1.(NIPAAm)类三元共聚及IPN水凝胶的合成与温敏性能的研究 [J], 黄首伟;王秀芬;庄慧2.NIPAAm系互穿网络凝胶的合成及载药释药性能研究 [J], 潘春跃;隆清德;饶燕平;张报进;许晨曦3.N-异丙基丙烯酰胺共聚和互穿聚合物网络温敏凝胶的溶胀与释药性能 [J], 赖金洪;潘春跃4.P(NIPAAm-co-AAm)共聚凝胶和PAAc/P(NIPAAm-co-AAm) IPN凝胶的溶胀与释药性能 [J], 饶燕平;潘春跃;赖金洪5.可生物降解温敏凝胶PNMH-OSA的降解行为与释药性能 [J], 张报进;潘春跃;吴年强;隆清德;许晨曦;孟艳华;尹艺青因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

聚(n-异丙基丙烯酰胺)水凝胶相转变机理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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精心整理● 水凝胶的溶胀性与抗张强度高分子凝胶是由具有网状结构的聚合物和溶剂组成的。

水凝胶在水中可显着溶胀。

溶胀性是指凝胶吸收液体后自身体积明显增大的现象，这是弹性凝胶的重要特性，凝胶的溶胀可分为两个阶段：第一阶段是溶剂分子钻入凝胶中与大分子相互作用形成溶剂化层，此过程很快，伴有放热效应和体积收缩现象（指凝胶体积的增加比吸收的液体体积小）第二阶段是液体分子的继续渗透，；这时凝胶体积大大增加。

溶胀的大小可用溶胀度（swellingcapacity ）来衡量。

交联高聚物的溶胀过程实际上是两种相反趋势的平衡过程,溶剂试图渗透到网络内部,使体积溶胀导致三维分子网络的伸展,交联点之间的分子链的伸展降低了它的构象熵值,分子网络的弹性收缩力,力图使网络收缩。

当两种温发生体积变化。

聚32℃左右。

取代丙烯(3-制备出在凝胶的众多增强方法中，互穿网络(IPN)技术是一个很好的选择。

利用互穿网络技术合成出的水凝胶，既能保持原有各组分的特性，又能通过聚合物网络间的相互缠结而起到对凝胶的增强作用。

水凝胶的溶胀度除了受环境条件(温度、ｐＨ值)的影响以外,还受自身结构、介质的离子强度的影响。

同一条件下的交联密度越大,溶胀度越小;对于配比不同的水凝胶而言,配比的影响取决于温度和选择交联剂用量的标准的用量。

● 凝胶消溶胀性能的测定将在50℃下达到溶胀平衡的水凝胶准确称重然后迅速将凝胶放入60℃的去离子水中。

每隔一定时间将凝胶取出，擦干表面水份，称重。

凝胶含水率(WR)可由下式进行计算。

其中，Wd代表干凝胶的质量;We代表凝胶在50℃下达到溶胀平衡的质量;Wt代表凝胶在60℃蒸馏水中消溶胀一定时间后的质量。

●凝胶抗压缩强度的测定由于吸水后的凝胶的抗压缩力学性能与橡胶接近，因此用橡胶的压阻实验来表征凝胶的抗压缩强度。

将干凝胶放入去离子水中，控制吸水时间以得到溶胀度相同的凝胶，然后将凝胶放入密闭容器中，在30℃的环境下放置4h，使凝胶溶胀均匀，凝胶的溶胀度由Eq。