影响海藻酸钠–丙烯酰胺双网络水凝胶力学性 能的制备因素

水凝胶的合成、性质及应用翟茂林;哈鸿飞【摘要】本文介绍了水凝胶的制备方法、性质、影响其性质的主要因素及其在日用、工农业和医用领域的应用.【期刊名称】《大学化学》【年(卷),期】2001(016)005【总页数】6页(P22-27)【关键词】水凝胶;合成;性质;应用;交联联合物;溶胀－收缩;力学性能【作者】翟茂林;哈鸿飞【作者单位】北京大学技术物理系,北京,100871;北京大学技术物理系,北京,100871【正文语种】中文【中图分类】O631图1 水凝胶网络示意图a、b表示内部4功能和3功能链联结点水凝胶可定义为在水中能够溶胀并保持大量水分而又不能溶解的交联聚合物。

亲水的小分子能够在水凝胶中扩散。

水凝胶的网络结构如图1所示。

水凝胶具有良好的生物相容性，自20世纪40年代以来，有关水凝胶的合成、理化性质以及在生物化学、医学等领域中的应用研究十分活跃[1]。

水凝胶有各种分类方法，根据水凝胶网络键合的不同，可分为物理凝胶和化学凝胶。

物理凝胶是通过物理作用力如静电作用、氢键、链的缠绕等形成的，这种凝胶是非永久性的，通过加热凝胶可转变为溶液，所以也被称为假凝胶或热可逆凝胶。

许多天然高分子在常温下呈稳定的凝胶态，如k-型角叉菜胶、琼脂等[2]；在合成聚合物中，聚乙烯醇(PVA)是一典型的例子，经过冰冻-融化处理，可得到在60℃以下稳定的水凝胶[3]。

化学凝胶是由化学键交联形成的三维网络聚合物，是永久性的，又称为真凝胶。

根据水凝胶大小形状的不同，有宏观凝胶与微观凝胶(微球)之分，根据形状的不同宏观凝胶又可分为柱状、多孔海绵状、纤维状、膜状、球状等，目前制备的微球有微米级及纳米级之分。

根据水凝胶对外界刺激的响应情况可分为传统的水凝胶和环境敏感的水凝胶两大类。

传统的水凝胶对环境的变化如温度或pH等的变化不敏感，而环境敏感的水凝胶[4，5]是指自身能感知外界环境(如温度、pH、光、电、压力等)微小的变化或刺激，并能产生相应的物理结构和化学性质变化甚至突变的一类高分子凝胶。

安徽医科大学硕士学位论文丙烯酰胺/海藻酸钠双网络水凝胶材料的制备及其材料性能研究Fabrication and material properties of the acrylamide/sodium alginate double network hydroge l作者姓名： 孙天文指导老师： 梁振 副教授 安徽医科大学学科专业： 生物医学工程研究方向： 认知与智能仪器论文工作时间： 2015年12月至2018年03月基金项目： 国家自然科学基金青年科学基金项目（31400943、61603002）目录中文摘要 (1)Abstruct (3)1 引言 (5)1.1前言 (5)1.2水凝胶的研究背景及意义 (6)1.3 丙烯酰胺/海藻酸钠双网络水凝胶概述 (7)1.4 研究方案 (7)2 材料与方法 (8)2.1 实验所需器材的制备 (8)2.1.1 Arduino开发板 (8)2.1.2 制作简易拉伸机 (10)2.1.3 恒温恒湿箱 (11)2.2 制作水凝胶样本 (15)2.3 水凝胶性能的检测 (16)3 结果 (18)4 讨论 (23)5 结论 (26)6 展望 (27)附件一 (29)附件二 (30)参考文献 (43)综述 (45)1 引言 (47)2 智能水凝胶的分类 (47)2.1 pH敏感型水凝胶 (47)2.2 温度敏感型水凝胶 (48)2.3 光敏感型水凝胶 (48)2.4电场敏感型水凝胶 (49)2.5对葡萄糖浓度具有敏感性的水凝胶 (50)3在生物医学领域上智能水凝胶的一些应用 (50)3.1 药物传输控制系统 (50)3.2 组织工程支架材料 (51)3.3 生物传感器 (51)4 结语 (52)参考文献 (53)丙烯酰胺/海藻酸钠双网络水凝胶材料的制备及其材料性能研究中文摘要背景水凝胶作为一种具备生物相容性的高分子材料，可以被用来制作伤口敷料、人造软骨等等，在生物医学领域得到了广泛的应用。

基于海藻酸钠-明胶多功能水凝胶的制备及性能研究基于海藻酸钠/明胶多功能水凝胶的制备及性能研究引言：水凝胶是一种具有高保水性和可逆性的新型凝胶材料，广泛应用于生命科学、生物医学和化学工程等领域。

海藻酸钠和明胶作为天然高分子材料，具有良好的生物相容性和水凝胶形成能力，被广泛研究和应用。

本文将介绍一种基于海藻酸钠/明胶的多功能水凝胶的制备方法及其在生物材料领域的性能研究。

一、实验方法1. 材料准备海藻酸钠和明胶作为主要原料采用高纯度的化学试剂，其他辅助材料如水和酒精也需保证纯度。

2. 制备水凝胶(1) 海藻酸钠和明胶按一定比例加入适量的水中，充分搅拌均匀；(2) 加入适量的酒精，继续搅拌混合；(3) 将混合溶液倒入模具中，放置于恒温槽中进行固化；(4) 固化完成后，取出水凝胶并用水洗涤，使其达到理想的形状和质地。

3. 性能测试对制备的水凝胶样品进行一系列的性能测试，包括韧度、吸水性能和生物相容性等。

二、结果与分析1. 韧度测试采用拉伸实验仪对水凝胶样品进行拉力测试，得到拉伸强度和伸长率等数据，评估其韧度。

结果表明，水凝胶具有较高的拉伸强度和伸长率，说明其具备良好的韧性，适用于各种应力环境下的应用。

2. 吸水性能测试通过浸泡法测试水凝胶的吸水性能。

结果显示，水凝胶具有优异的吸水性能，吸水速率较快，吸水量可达到其自身质量的数倍。

这一特性使得水凝胶成为一种理想的保湿材料，可在生物医学和护肤品等领域得到广泛应用。

3. 生物相容性测试通过细胞培养实验评估水凝胶的生物相容性。

结果表明，水凝胶对于细胞生长没有明显的毒性和损伤作用，细胞可以在水凝胶表面附着并正常增殖。

这一结果证明了水凝胶的良好生物相容性，为其在生物医学领域的应用提供了可靠的基础。

三、应用展望基于海藻酸钠/明胶多功能水凝胶的制备方法及其性能研究结果显示，该水凝胶具备优异的韧度、吸水性能和生物相容性。

因此，在生物材料领域具有广阔的应用前景，包括组织工程、药物缓释和人工器官等领域。

《具有不同拓扑结构的海藻酸钠-明胶复合水凝胶的3D打印制备及其性能研究》篇一一、引言近年来，随着生物材料科学的快速发展，水凝胶作为一种具有高度亲水性和三维网络结构的生物材料，在生物医学、组织工程和软物质科学等领域得到了广泛的应用。

海藻酸钠和明胶作为天然高分子材料，具有良好的生物相容性和可降解性，因此，它们的复合水凝胶在生物医学领域具有巨大的应用潜力。

本文旨在研究具有不同拓扑结构的海藻酸钠-明胶复合水凝胶的3D打印制备方法及其性能。

二、材料与方法1. 材料海藻酸钠、明胶、交联剂、3D打印设备及相关耗材。

2. 方法（1）水凝胶制备：将海藻酸钠和明胶按照一定比例混合，加入交联剂，通过溶液浇铸或乳液法等方法制备出复合水凝胶。

（2）3D打印制备：利用3D打印设备，将复合水凝胶进行3D打印，制备出具有不同拓扑结构的样品。

（3）性能测试：通过扫描电子显微镜（SEM）观察样品的微观结构，通过拉伸测试、压缩测试等方法评估样品的力学性能，并对其进行生物相容性测试。

三、结果与讨论1. 3D打印制备不同拓扑结构的水凝胶我们成功利用3D打印技术制备了具有不同拓扑结构（如多孔、互联网络等）的海藻酸钠-明胶复合水凝胶。

在打印过程中，通过调整打印参数和材料比例，可以实现对水凝胶结构和性能的精确控制。

2. 微观结构分析通过扫描电子显微镜观察发现，不同拓扑结构的水凝胶具有不同的微观结构。

多孔结构的水凝胶具有较大的孔隙率，而互联网络结构的水凝胶则具有更复杂的网络结构。

这些结构对水凝胶的力学性能和生物相容性具有重要影响。

3. 力学性能测试拉伸测试和压缩测试结果表明，具有不同拓扑结构的水凝胶具有不同的力学性能。

多孔结构的水凝胶具有较好的抗拉强度和韧性，而互联网络结构的水凝胶则具有较高的压缩强度和硬度。

这些性能差异主要源于水凝胶的微观结构和交联程度。

4. 生物相容性测试生物相容性测试结果表明，海藻酸钠-明胶复合水凝胶具有良好的生物相容性，无明显的细胞毒性。

专利名称：一种海藻酸钠双交联水凝胶及其制备方法与应用专利类型：发明专利
发明人：曹晓东,朱杰华,游柏浩,吴水平
申请号：CN201511034484.2
申请日：20151231
公开号：CN105713106A
公开日：
20160629
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于生物医用材料技术领域，公开了一种海藻酸钠双交联水凝胶及其制备方法与应用。

所述制备方法为：将海藻酸钠溶于去离子水中，加入活化剂活化后加入糠胺反应12～36h，反应产物经透析，冷冻干燥得到呋喃改性海藻酸钠；将呋喃改性海藻酸钠溶于去离子水中，然后加入马来酰亚胺封端的聚乙烯醇，搅拌充分溶解，超声处理后注入模具，在37～60℃温度下反应交联得到凝胶；再将所得凝胶浸泡于氯化钙溶液中12～48h进行物理交联，得到所述海藻酸钠双交联水凝胶。

本发明采用点击化学交联和离子交联双交联法，所得产物具有良好的力学性能和抗溶胀性能，可应用于组织工程支架。

申请人：华南理工大学
地址：511458 广东省广州市南沙区环市大道南路25号华工大广州产研院
国籍：CN
代理机构：广州市华学知识产权代理有限公司
代理人：罗啸秋
更多信息请下载全文后查看。

海藻酸钠复合水凝胶研究进展一、本文概述海藻酸钠作为一种天然多糖类高分子化合物，因其良好的生物相容性、生物降解性以及优异的凝胶性能，在生物医学、药物递送、组织工程等领域受到广泛关注。

近年来，随着科学技术的不断发展，海藻酸钠复合水凝胶的研究取得了显著进展。

本文旨在综述海藻酸钠复合水凝胶的最新研究进展，包括其制备方法、性能优化、以及在各个领域的应用情况，以期为相关领域的研究人员提供有价值的参考和启示。

本文将首先介绍海藻酸钠的基本性质及其在复合水凝胶中的应用优势。

随后，将重点阐述海藻酸钠复合水凝胶的制备方法，包括物理交联、化学交联和生物酶法等，并分析各种方法的优缺点。

接着，将探讨海藻酸钠复合水凝胶的性能优化策略，如增强机械强度、调节降解速率、提高生物活性等。

还将详细介绍海藻酸钠复合水凝胶在药物递送、组织工程、生物传感器等领域的应用现状，并展望其未来的发展前景。

通过本文的综述，我们期望能够为海藻酸钠复合水凝胶的研究和应用提供更为全面和深入的理解，推动该领域的技术进步和创新发展。

二、海藻酸钠复合水凝胶的制备方法随着科学技术的不断发展，海藻酸钠复合水凝胶的制备方法日趋多样化，以满足不同领域的应用需求。

目前，主要的制备方法包括物理交联法、化学交联法以及辐射交联法等。

物理交联法主要利用海藻酸钠分子链间的相互作用，如离子键、氢键等，通过改变溶液的温度、pH值或添加盐类等物理手段，诱导海藻酸钠分子链发生交联，从而形成水凝胶。

这种方法操作简单，条件温和，但形成的凝胶强度相对较低，稳定性有待提高。

化学交联法则是通过引入化学交联剂，如戊二醛、丙烯酰胺等，与海藻酸钠分子链发生化学反应，形成共价键，从而增强凝胶的强度和稳定性。

这种方法制备的凝胶具有较高的机械强度和化学稳定性，但交联剂的引入可能会引入潜在的毒性或生物不相容性，因此在生物医学领域的应用受到限制。

辐射交联法利用高能辐射如紫外线、伽马射线等，引发海藻酸钠分子链发生断裂并重新组合，形成三维网状结构，从而制备出水凝胶。

海藻酸钠凝胶特性的研究一、本文概述本文旨在全面而深入地研究海藻酸钠凝胶的特性。

海藻酸钠作为一种天然高分子化合物，因其独特的凝胶性质，在食品、医药、化妆品以及生物工程等多个领域具有广泛的应用前景。

本研究将重点关注海藻酸钠凝胶的形成机制、稳定性、物理和化学性质，以及其在不同应用场景中的表现。

在概述部分，我们将首先介绍海藻酸钠的基本结构和性质，以及其在各个领域中的应用现状。

随后，我们将对海藻酸钠凝胶的形成过程进行详细描述，包括凝胶形成的条件、影响因素以及凝胶网络结构的形成机制。

我们还将探讨海藻酸钠凝胶的稳定性，包括其热稳定性、化学稳定性和机械稳定性等方面的内容。

在研究方法上，我们将采用多种实验手段，包括光学显微镜、扫描电子显微镜、热分析、流变学分析等，对海藻酸钠凝胶的特性进行定性和定量分析。

我们还将通过模拟实验和实际应用测试，评估海藻酸钠凝胶在不同条件下的性能表现。

在结论部分，我们将总结海藻酸钠凝胶的主要特性，以及这些特性对其应用的影响。

我们还将对海藻酸钠凝胶的未来发展方向进行展望，以期为相关领域的研究和应用提供有益的参考。

二、海藻酸钠凝胶的制备制备海藻酸钠凝胶是一个涉及化学和物理过程的重要步骤，它对于研究海藻酸钠凝胶的特性至关重要。

制备过程需要精确控制各种参数，如温度、pH值、浓度和反应时间等，以得到理想的凝胶结构和性质。

选择高质量的海藻酸钠作为原料，这是制备优质凝胶的基础。

海藻酸钠通常溶解在水中，形成透明的溶液。

在制备过程中，需要控制海藻酸钠的浓度，这会影响凝胶的强度和稳定性。

接下来，通过添加适当的交联剂，如钙离子，来引发海藻酸钠溶液的凝胶化过程。

钙离子与海藻酸钠中的羧酸根离子发生离子交换，形成交联结构，从而使溶液转变为凝胶状态。

这个过程通常在一定的温度和pH值条件下进行，以确保交联反应的顺利进行。

除了钙离子外，还可以使用其他二价阳离子作为交联剂，如钡离子、镁离子等。

不同的交联剂会对凝胶的性能产生不同的影响，因此需要根据具体的研究需求选择合适的交联剂。

海藻酸钠水凝胶的制备及其在药物释放中的应用一、本文概述本文旨在深入探讨海藻酸钠水凝胶的制备方法及其在药物释放领域的应用。

海藻酸钠作为一种天然高分子材料，具有良好的生物相容性和生物降解性，因此在医药领域具有广泛的应用前景。

本文首先将对海藻酸钠水凝胶的制备过程进行详细的介绍，包括材料选择、反应条件优化等关键步骤。

随后，我们将重点关注海藻酸钠水凝胶在药物释放方面的应用，探讨其作为药物载体的优势和潜力。

本文还将对海藻酸钠水凝胶在药物释放过程中的性能进行评估，包括药物释放速率、释放量以及药物释放机制等。

我们将对海藻酸钠水凝胶在药物释放领域的应用前景进行展望，以期为其在医药领域的进一步应用提供理论支持和实践指导。

二、海藻酸钠水凝胶的制备海藻酸钠水凝胶的制备过程相对简单，主要涉及到海藻酸钠与钙离子的交联反应。

将海藻酸钠溶解在适当的溶剂（如去离子水）中，通过加热和搅拌的方式确保海藻酸钠充分溶解，形成均一的海藻酸钠溶液。

然后，将含有钙离子的溶液（如氯化钙溶液）作为交联剂，以一定的速度滴加到海藻酸钠溶液中。

在滴加过程中，钙离子与海藻酸钠中的羧酸根离子发生离子交换，形成稳定的海藻酸钙凝胶。

为确保水凝胶的均匀性和稳定性，滴加过程需要控制速度和搅拌速率。

海藻酸钠的浓度、钙离子的浓度以及反应温度等因素都会影响水凝胶的形成和性能。

因此，在制备过程中，需要对这些参数进行优化，以获得具有理想性能的海藻酸钠水凝胶。

制备完成后，可通过一系列表征手段，如扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等，对海藻酸钠水凝胶的微观结构和化学性质进行分析。

这些表征结果可以为后续的药物释放研究提供基础数据。

通过合理的制备工艺和参数优化，可以制备出性能稳定的海藻酸钠水凝胶，为药物释放等应用领域提供有力支持。

三、海藻酸钠水凝胶在药物释放中的应用海藻酸钠水凝胶作为一种理想的药物载体，在药物释放领域具有广泛的应用前景。

其独特的三维网络结构和良好的生物相容性，使得海藻酸钠水凝胶能够有效地控制药物的释放速率和释放量，从而实现对药物释放的精确调控。

BC／PAM双网络水凝胶的制备及性能研究王彩霞;杨光;洪枫【摘要】为了改善细菌纤维素（BC）的物理及机械性能，扩大其在医用材料及功能材料等领域的应用，以细菌纤维素为基体，丙烯酰胺（AM）为单体，N，N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂，采用自由基聚合的方法在BC骨架中引入聚丙烯酰胺（PAM）网络，获得BC／PAM双网络水凝胶。

采用扫描电镜（SEM）、热重分析（TGA）对其形态结构及热稳定性进行研究，同时分别研究了单体和交联剂浓度对复合材料的溶胀、保水以及机械性能的影响。

结果发现，随着单体和交联剂浓度的增加，BC／PAM水凝胶的溶胀和保水性均获得一定程度的改善。

另外，增加单体浓度，复合材料的杨氏模量明显上升，形态结构更加致密，热稳定性显著提高。

%In this work, a double-network (DN) hydrogel material, bacterial cellulose/polyaerylamide (BC/PAM) was prepared by combining BC as the first network with PAM as the second network, via flee radical polymerization using acrylamide (AM) as the monomer, and N, N-methylene bisacrylamide (MBA) as a cross-linker, in order to improve its mechanical and physical properties. Effects of the concentrations of AM and MBA were investigated on the swelling ratio, water retention rate and mechanical property of BC/PAM DN hydrogel. It was found that increasing the concentrations of both AM and MBA improved the mechanical strength of the DN gel. And the water retention rate was greatly enhanced with the increase of MBA concentration. Meanwhile, scanning electron microscopy (SEM) and thermogravimetric analysis (TGA) were used to study the morphological structure and thermostability of the DN gel. Theresults showed that increasing the concentrations of AM, the morphological structure of BC became denser, and the themaostability of BC was improved obviously.【期刊名称】《纤维素科学与技术》【年(卷),期】2012(020)003【总页数】6页(P1-5,33)【关键词】双网络水凝胶;细菌纤维素;丙烯酰胺;机械性能【作者】王彩霞;杨光;洪枫【作者单位】东华大学化学化工与生物工程学院;东华大学化学化工与生物工程学院东华大学生态纺织教育部重点实验室,上海201620;东华大学化学化工与生物工程学院【正文语种】中文【中图分类】Q819;TQ352细菌纤维素（Bacterial Cellulose，简称BC）是一种由微生物发酵合成的天然纤维素，具有超细的纳米三维网状结构，表现出许多优良的物化特性，比如高含水量、高结晶度、高纯度以及良好的生物相容性等，在创伤敷料、人工血管等生物医学材料领域受到广泛关注[1]。