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环境敏感水凝胶的溶胀动力学理论及药物释放动力学研究的开题报告一、选题背景随着环境污染的加剧，污染物对水环境的危害程度不断加深，同时水资源的日益紧缺也促进了水处理技术的发展。
环境敏感水凝胶是一种新型的水处理材料，具有较高的溶胀性、生物相容性以及可控的药物释放等优良特性。
因此，环境敏感水凝胶在水处理、膜分离、电化学等领域有着广泛的应用前景。
二、研究内容1. 环境敏感水凝胶的制备及表征环境敏感水凝胶是由水溶性单体通过聚合反应形成的高分子材料。
研究将聚乙二醇（PEG）等单体与三聚氰胺（TAC）通过无水溶剂聚合制备环境敏感水凝胶，并通过FTIR、XRD、TGA等手段对制备的水凝胶进行表征。
2. 环境敏感水凝胶的溶胀动力学理论研究水凝胶在不同温度、pH值、离子强度等条件下的溶胀行为，探究水凝胶在不同条件下的溶胀机理，建立合理的溶胀动力学模型。
3. 药物释放动力学研究研究将药物分别通过吸附和包埋的方式载入水凝胶内，探究药物在不同溶胀条件下的释放规律，建立药物释放动力学模型并分析其释放机理。
三、研究意义通过制备环境敏感水凝胶并对其结构和性质进行表征和分析，可以为环境污染的治理和水资源的保护提供新的材料支持。
同时，通过研究水凝胶的溶胀动力学和药物释放动力学行为，可以为其在医学和药物领域的应用提供重要的理论指导和技术支持。
四、研究方法1. 实验室制备在实验室中制备环境敏感水凝胶，并通过FTIR、XRD、TGA等手段对其进行表征。
2. 实验分析研究水凝胶在不同温度、pH值、离子强度等条件下的溶胀行为，探究其溶胀机理。
通过载药实验，研究药物在不同溶胀条件下的释放规律，并建立药物释放动力学模型和分析其释放机理。
3. 组合分析综合以上实验数据和理论模型，探究环境敏感水凝胶的特性和应用前景。
五、预期结果预计通过实验室制备和表征环境敏感水凝胶，建立合理的溶胀动力学模型和药物释放动力学模型，探究其溶胀机理和药物释放机理，为环境敏感水凝胶在水治理和药学领域的应用提供理论指导和技术支持。
聚丙烯酸水凝胶自修复性能及溶胀行为的研究∗洪浩群;李雪松;张海燕【摘要】The self-healable polyacrylic acid (PAA)hydrogels were prepared by micellar copolymerization of a-crylic acid (AA)with a small amount of octadecyl methyl acrylate (OMA)in sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS)solution.Infrared spectrum was used to characterize the structure of PAA hydrogels.The tensile exper-iments were used to characterize the self-healing function and determine the tensile strength of PAA hydrogels. The swelling behavior of PAA hydrogels in water and sodium chloride solution was also investigated.Results show that PAA hydrogels had excellent self-healing performances.The self-healed PAA hydrogels could main-tain the tensile strength higher than 80%.The elongation at break of self-healed PAA hydrogels approached that of untouched PAA hydrogels.The self-healing functions were attributed to the cooperation of network formed by the hydrogen bonding of carboxyl groups with network formed by the hydrophobic association of OMA and surfactant.The swelling of PAA hydrogels in water was dominated by the permeation and diffusion of water into the hydrogels.The swelling of PAA hydrogels in sodium chloride was dominated by the relaxation of chain segment of polymers.%采用胶束共聚法将丙烯酸(AA)与少量甲基丙烯酸十八酯(OMA)共聚,制备具有自修复功能的聚丙烯酸(PAA)水凝胶.采用红外光谱表征PAA水凝胶的结构,采用拉力实验表征PAA水凝胶的自修复功能和测试其拉伸强度,并分别研究PAA水凝胶在水中和氯化钠溶液中的溶胀行为.结果表明,PAA具有良好的自修复性能,修复后PAA水凝胶能保持修复前80％以上的拉伸强度,并且修复后的水凝胶断裂伸长率接近于修复前的水凝胶.PAA水凝胶的自修复功能归功于羧基间形成的氢键网络和 OMA 与表面活性剂形成的疏水缔合网络的联合作用.PAA水凝胶在水中的溶胀主要受水分子在凝胶中渗透扩散过程控制,而在氯化钠溶液中的溶胀主要受聚合物链段的松弛过程影响.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2016(047)009【总页数】5页(P9012-9016)【关键词】水凝胶;自修复;聚丙烯酸;溶胀【作者】洪浩群;李雪松;张海燕【作者单位】广东工业大学材料与能源学院，广州 510006; 广东工业大学广东省功能软凝聚态物质重点实验室，广州 510006;广东工业大学材料与能源学院，广州 510006;广东工业大学材料与能源学院，广州 510006; 广东工业大学广东省功能软凝聚态物质重点实验室，广州 510006【正文语种】中文【中图分类】O631自修复功能是自然界中生物体的一个重要特征，例如皮肤伤口的愈合，人体骨骼的修复，树木的再生等。
丙烯酸酯聚合物凝胶的溶胀行为*李 锋，黄志富，李 晓**，张卫英 （福州大学化学化工学院，福州350002）凝胶体积变化是其中大分子链构象变化的宏观表现，通过研究凝胶的溶胀行为可以揭示微观的相互作用状态与高分子链构象之间的关系[1,2]。
本文采用AIBN 及KMnO 4-H 2C 2O 4为引发剂，在甲基丙烯酸甲酯(MMA)/丙烯酸丁酯(BA)/丙烯酸(AA)/十二烷基硫酸钠(SDS)/二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGDMA ）/H 2O 反相及双连续相微乳液体系制备聚合物凝胶的基础上，考察聚合物凝胶的溶胀动力学、循环溶胀行为及平衡溶胀性能。
将干凝胶反复放入pH=12.5和pH=2的水溶液中，测量凝胶重量随时间的变化（见图1），结果表明该凝胶具有良好的可逆溶胀性能。
初始阶段，消溶胀速率远大于溶胀速率，且消溶胀阶段主要由均匀收缩阶段和平台阶段组成。
纵观整个循环溶胀过程，凝胶均处于不均匀变化状态，这可能是由凝胶内部收缩不均匀导致的内部应力引起的，另外与疏水作用、氢键、离子化作用等分子间力也有关[3]。
将不同水相分率和交联剂浓度的干凝胶放入pH=12.5的水溶液中溶胀至平衡，结果见图2。
由图2可知，平衡溶胀率随交联剂浓度的增大而减小，随水相分率的增加而增大，而且水相分率越大，溶胀率增大的趋势越显著。
但是，当交联剂用量变为原来的1/3时，不同水相分率微乳液聚合物凝胶的平衡溶胀率并没有增大到原来的3倍，这与聚合物凝胶本身的结构有密切关系，因为平衡溶胀率取决于凝胶的交联密度、凝胶内部孔隙率以及共聚物凝胶的化学组 成等诸多因素。
图3为不同pH 值溶液对平衡溶胀率的影响。
由图可知，在低pH 值溶液中，*基金项目：国家自然科学基金（项目编号20304001），可控化学反应科学与技术基础教育部重点实验室开放基金（K2002-03W ）g e l m a s s /gTime/hrS .R .Aqueous fractionFig.1 Cyclical swelling kinetics of gel in acidand alkaline solution alternately Fig.2 Dependence of gel swelling ratio onaqueous fraction in alkaline solution平衡溶胀率随水相分率变化较小，而在pH=12.5的溶液中，平衡溶胀率发生突变。
聚丙烯酸水凝胶的制备研究孟立山;李书静;姚新建【摘要】以丙烯酸为单体,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵为引发剂,通过自由基聚合制备了聚丙烯酸水凝胶.考察了交联剂、引发剂、单体中和度、聚合温度以及盐溶液对水凝胶溶胀性能的影响.结果表明,引发剂为单体质量的0.6％,交联剂为0.8％,单体的中和度为70％时,凝胶的溶胀性能最佳,吸水率达到了3 000％以上,聚丙烯酸水凝胶的溶胀性能随着盐溶液浓度的增大而降低.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2014(043)002【总页数】3页(P222-224)【关键词】聚丙烯酸;水凝胶;溶胀率【作者】孟立山;李书静;姚新建【作者单位】周口师范学院化学化工学院,河南周口466001;周口市安全生产应急救援指挥中心,河南周口466000;周口师范学院化学化工学院,河南周口466001;周口师范学院化学化工学院,河南周口466001【正文语种】中文【中图分类】TQ314.253水凝胶具有介于液体与固体之间的三维网络，是一种能吸收大量水分溶胀而不溶解的高分子聚合物，它能够吸收相当于自身质量数百倍甚至是上千倍的水分［1］。
根据水凝胶对外界刺激不同的响应情况，可把水凝胶区分为两大类:①传统型水凝胶，对环境的变化不特别明显;②智能型水凝胶，对外界溶剂、温度、pH、声波、电场、磁场、光、压力、离子强度等的微小变化与刺激进行响应［2-3］，并且能够针对变化采取相应的“对策”，水凝胶自身的构象、相结构、极性、组织结构等性质能随之变化，表现出智能特性。
因而在各种酶催化开关、肥料的缓控释、分离膜的制作、柔性执行元件、活性酶包埋、生物传感器、癌症分子诊断、药物的控制释放、微机械、凝胶萃取以及其他的物质分离提纯方法、细胞等生物材料培养等方面有着十分广阔的应用前景［4-5］。
聚丙烯酸类水凝胶中含有大量羧基亲水基，是典型的pH 敏感型水凝胶。
目前有关丙烯酸类水凝胶的合成仍是人们研究的热点。
可自愈的聚丙烯酸盐复合材料的制备研究
侯慧玉;温华文;车璇;李善吉
【期刊名称】《山东化工》
【年(卷),期】2024(53)6
【摘要】本研究制备了纳米氯化镁、纳米氯化钙以及纳米颗粒/聚丙烯酸盐复合材料。
实验结果表明,制备的纳米颗粒/聚丙烯酸盐复合材料在经历机械损伤或化学损伤后具有良好的自愈修复性能,机械性能和化学性能均可恢复到损伤前的水平。
【总页数】4页(P23-25)
【作者】侯慧玉;温华文;车璇;李善吉
【作者单位】广州工程技术职业学院石油化工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ324.8
【相关文献】
1.胶磷矿-淀粉/聚丙烯酸盐高吸水保水复合材料的制备
2.聚丙烯/累托石层状硅酸盐纳米复合材料制备及力学性能研究
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水凝胶溶胀行为
水凝胶是一类胶体物质，在水中溶胀后会形成透明的胶体溶液。
水凝胶具有极强的吸水性能，可以吸收其重量数倍的水分。
因此，在各种领域都有广泛的应用，如农田保水、化妆品、医疗敷料等。
水凝胶溶胀行为是指水凝胶在水中吸水膨胀的过程。
水凝胶吸收水分后，其分子链结构会发生变化，进而影响其溶胀行为。
根据不同的水凝胶成分和吸水条件，水凝胶的溶胀行为也会有所不同。
常见的水凝胶有聚丙烯酰胺凝胶（PAM）、聚丙烯酸钠凝胶（PAAS）等。
这些水凝胶都具有强烈的亲水性，能够快速吸收水分。
在接触水分后，水凝胶的结构会逐渐膨胀，直至达到平衡状态。
平衡状态下，水凝胶与周围的水分含量相当，不会进一步膨胀或收缩。
水凝胶溶胀行为的影响因素主要有以下几个方面：
第一，水分含量。
水凝胶的溶胀行为与周围环境的湿度有关。
通常情况下，水凝胶在湿度较高的环境中溶胀更为明显。
第二，温度。
水凝胶的溶胀行为也与温度相关。
在高温下，水凝胶分子链的运动更为活跃，导致更大程度的溶胀。
第三，药物添加。
某些药物可影响水凝胶的分子结构，从而影响其溶胀行为。
例如，添加NaCl可以增强PAAS凝胶的吸水能力，而添加有机溶剂可以减缓水凝胶的溶胀速率。
水凝胶的溶胀行为是其重要的性能指标之一。
了解水凝胶的溶胀行为对于合理选择和应用具有重要意义，同时也为研发新型水凝胶材料提供了参考依据。
