N_异丙基丙烯酰胺类环境敏感性水凝胶的聚合及应用研究进展

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。

N-异丙基丙烯酰胺类共聚物温敏性研究作者：刘文博， 王国明， 蔡晴， 金日光， LIU Wenbo， WANG Guoming， CAI Qing， JIN Riguang作者单位：北京化工大学材料科学与工程学院,北京市高分子材料制备与加工重点实验室,北京,100029刊名：高分子学报英文刊名：ACTA POLYMERICA SINICA年，卷(期)：2008，(12)被引用次数：1次1.Kaneko Y.Yoshida R.Sakai K.Sakurai Y Okano T查看详情 19952.Chung J E.Yokoyama M.Aoyagi T.Sakurai Y Okano T查看详情 19983.Wei H.Zhang X Z.Cheng C.Cheng S X Zhuo R X查看详情 20074.Liu S Q.Tong Y W.Yang Y Y查看详情 20055.Masamichi N.Teruo O.Takanari M.Fukashi K Kiyotaka S Masayuki Y查看详情 20066.Chilkoti A.Dreher M R.Meyer D E.Raucher D查看详情 20027.Lukyanov A N.Gao Z G.Tochilin V P查看详情 20038.Rosler A.Vandermeulen G W M.Klok H-A查看详情 20019.Lo C L.Huang C K.Lin K M.Hsiue G查看详情 200710.Beers K L.Gaynor S G.Matyjaszewski K查看详情 199811.Fundueanu G.Constantin M.Bortolotti F.Ascenzi P Cortesi R Menegatti E查看详情 200512.Kim E J.Cho S H.Yuk S H查看详情 200113.Fundueanu G.Constantin M.Bortolotti F.Cortesi R Ascenzi P Menegatti E查看详情 20071.期刊论文周礼.鲁智勇.张熙.代华.ZHOU Li.LU Zhi-yong.ZHANG Xi.DAI Hua N-异丙基丙烯酰胺共聚物的温敏性-高分子材料科学与工程2006,22(2)采用自由基水溶液聚合方法制备出了N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)温敏共聚物P(AM-NIPA);首次在P(AM-NIPA)结构中引入丙烯酸钠(NaAA)单体结构单元,合成了离子型共聚物P(AM-NIPA-NaAA);考察了共聚物P(AM-NIPA)和P(AM-NIPA-NaAA)溶液温敏性的影响因素;分别采用荧光光谱分析法以及乌氏黏度计稀释法对共聚物溶液温敏机理进行了研究.结果表明,不同共聚单体的配比以及单体含量对共聚物溶液低临界溶解温度(LCST)均有显著影响;当温度高于共聚物低临界溶解温度时,共聚物分子链上的疏水基团的缔合作用增强,导致疏水聚集结构的形成,聚合物分子链发生去溶剂化作用,在共聚物稀溶液中表现为线团收缩,在共聚物亚浓溶液中表现为共聚物分子间聚集发生相分离.2.学位论文刘瑞雪具有温敏性的N-异丙基丙烯酰胺共聚物的合成及性能研究2002聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)是一类重要的温敏性聚合物,其水溶液表现出灵敏的温度响应性:在32℃左右有一低临界溶液温度(即相变温度,1ower critical solution temperature,简LCST).当溶液温度高于LCST时,PNIPAm在水中的构象由舒展的亲水线团转变为紧缩的疏水球粒状,而当温度降低到LCST以下时,沉淀的PNIPAm又能迅速溶解.PNIPAm的这种性质己被广泛应用于生物医学领域,如酶的固定,释放药物的温控开关功能.该论文主要研究了端基双烷基基团疏水修饰的PNIPAm的合成、水溶液性质、PNIPAm亲水链的长度对聚集体形态的影响及通过亲水化修饰后对PNIPAm的LCST调节等.3.期刊论文朱东雨.郭建维.梁利岩.罗建新.李欢.吕满庚.ZHU Dongyu.GUO Jianwei.LIANG Liyan.LUO Jianxin.LI Huan.L(U) Mangeng含金刚烷基的N-异丙基丙烯酰胺共聚物水凝胶的制备和性能研究-高分子学报2010(7)合成了含金刚烷基的甲基丙烯酸金刚烷酯(AdMA)疏水单体,并通过与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)共聚,制备了温敏性的(P(NIPAM-co-AdMA))共聚物水凝胶.用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)表征了凝胶的化学结构,用环境扫描电镜(ESEM)对凝胶断层结构的形貌进行了观察,用DSC测试了凝胶的体积相转变温度(LCST),并研究了共聚水凝胶的溶胀性能.结果表明,共聚物水凝胶的LCST能够高效地通过改变疏水单体的含量来调节,在实验所考察的范围内,LCST随AdMA含量的增加而线性降低;疏水单体的含量对凝胶的孔洞结构和溶胀性能存在一最优值,在最优的单体配比下,水凝胶具有均匀规整的大孔结构和超快的响应速率.如疏水单体含量为3%(AdMA∶NIPAM3%)的共聚物水凝胶具有如渔网般均匀的多孔结构,当发生去溶胀时,在5 min内就可以失去92%的水,不到10 min的时间就可以完全达到去溶胀平衡,水保留率在4%以下.4.期刊论文马晓梅.唐小真.MA Xiaomei.TANG Xiaozhen侧链含不同功能性羟基的温敏性N-异丙基丙烯酰胺共聚物微凝胶的制备及性能比较-高分子学报2006(8)选择含有活性羟基的亲水单体多缩乙二醇单甲基丙烯酸酯(PEGMA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA),分别和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)交联共聚,制备了侧链含有功能性羟基、链长不同的温敏性微凝胶.研究发现,亲水单体HEMA和PEGMA的引入对微凝胶的去溶胀性能有不同的影响,PEGMA的引入使得微凝胶的体积相转变温度升高,微凝胶的去溶胀比随着PEGMA投料比的增加而降低.而HEMA的引入使得微凝胶的体积相转变温度降低;微凝胶的去溶胀比随着HEMA投料比的增加先是增加然后降低,当HEMA的投料比为8 mol%时,去溶胀比达到最大.5.学位论文周礼具有温度敏感性的N-异丙基丙烯酰胺基共聚物的合成与性能研究2006本文首次采用甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)作为性能调节单体，选用具有高反应活性的丙烯酰胺(AM)为共聚单体，采用自由基水溶液聚合方法制备出了N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)基温敏水溶性共聚物P(NIPAM-AM-HEMA)，并在P(NIPAM-AM—HEMA)结构中引入第四单体丙烯酸钠(NaAA)，合成了离子型共聚物P(NIPAM-AM-HEMA-NaAA)。

N-异丙基丙稀酷胺(NIPAM)是温敏型凝胶PNIPAM的最主要的组成部分。

NIPAM单体分子式为C6H11N0,常温下为白色片状晶体,溶点为60℃分子量为113.18。

它含有不饱和C=C双键,在水溶液中可以打开进行自由基聚合从而得到高分子量的聚合物。

NIPAM及聚合物的结构式如图1所示。

图1 N-异丙基丙烯酰胺单体及其聚合物的结构式NIPAM单体聚合后得到聚N-异丙基丙稀醜胺(PNIPAM),聚合物大分子侧链上同时存在着亲水性的醜胺基和疏水性的异丙基两部分。

一般而言,在常温下,亲水基团与水分子之间由于强烈的氧键作用力,使PNIPAM分子链溶于水。

随着温度的升高,部分氢键作用力逐渐减弱,而PNIPAM 高分子链中的疏水作用力不断增强[4]。

当达到一定温度时,在疏水基团的相互作用下,高分子链互相聚集,发生体积相转变,并吸收热量;但当水溶液温度降低时,它又能够可逆地恢复到原来的状态而发生溶胀。

这一相变温度称为低临界溶解温度(Low Critical Solution Temperature,LCST),也称为低相变温度或池点温度。

PNIPAM不管以线型还是交联形式存在,都会在低临界溶解温度处体积收缩发生相转变,展现出温度敏感性能。

在LCST附近,PNIPAM凝胶的其他性质如折射率、介电常数、表面能等也会发生突变,同时也具有可逆性[5]。

1.2.2 PNIPAM类温敏性高分子凝胶的温敏机理大多数研究者认为，PNIPAM具有温敏性能与其物质的结构有关。

PNIPAM分子内具有一定比例的疏水性的异丙基和亲水性的酰胺基。

在温度低于LCST时,PNIPAM高分子链中酰胺基与周围水分子间存在着强烈的氢键作用力(亲水作用力),使高分子链与溶剂具有较好的亲和性,此时PNIPAM高分子链呈现出伸展状态,即在LCST以下吸水溶胀。

温度上升,当温度升高至LCST 以上时,水分子与酰胺基之间的亲水作用力减弱,PNIPAM分子链中异丙基间的疏水作用力得以加强,当温度升高至LCST以上时,PNIPAM高分子链中的疏水作用逐渐加强并起主导作用,使得高分子链通过疏水作用互相聚集,形成疏水层,导致水分子排出发生相转变,此时高分子链由疏松的线团结构转变为紧密的胶粒状,产生温敏性。

温敏性聚合物聚N-异丙基丙烯酰胺及其应用
任彦荣;霍丹群;侯长军
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】2004(018)011
【摘要】聚N-异丙基丙烯酰胺由于其大分子侧链上同时具有亲水性的酰胺基和疏水性的异丙基而具有良好的温敏性能,作为一种新型的智能材料得到广泛的应用;这种由温度敏感性而引起高聚物产生的智能型和记忆效应成为国际上高分子领域一个新的研究热点.综述了聚N-异丙基丙烯酰胺的温敏机理,合成的分类及其特点,在药物释放、酶的固定、物料分离、免疫分析和医用生物高分子材料等方面的应用,并提出今后的发展方向.
【总页数】4页(P54-56,60)
【作者】任彦荣;霍丹群;侯长军
【作者单位】重庆大学生物工程学院生物力学与组织工程教育部重点实验室,重庆,400044;重庆大学生物工程学院生物力学与组织工程教育部重点实验室,重庆,400044;重庆大学化学化工学院,重庆,400044
【正文语种】中文
【中图分类】TB381
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温度敏感型可注射水凝胶的性质及应用研究进展任婷婷;卢清侠;郝慧芳;邓瑞广;张改平【摘要】The temperature-sensitive injectable hydrogels is a new type of material that is sensitive to tem-perature,its physical state could be changed as the temperature changes.This kind of material has been widely applied in the vaccine,drug control-release and tissue support engineering because of this character-istics.Temperature-sensitive injectable hydrogel materials can be divided into 5 types according to their structures,the author analyzed and discussed the thermodynamicmechanism,biocompatibility,toxicity and degradability of these five materials,specified the characteristics of each material,and summarized the pro-gress on the application of each material in the drug and vaccine delivery system and the tissue support en-gineering respectively,provided scientific basis for the application of temperature-sensitive injectable hydro-gel in the field of human and animal medicine,and prospects for its future development were discussed.%温度敏感型可注射水凝胶是一种对温度敏感的新型材料,可以随着温度的变化发生物理状态的变化.由于这种特性,该水凝胶材料近年来被广泛的应用于疫苗和药物控释以及组织支架工程等领域.温度敏感型可注射水凝胶材料根据其结构的不同大致可分为5个种类,论文对这5种材料的温变机制、生物相容性、毒性、可降解性等性质进行了综述,阐述了每种材料的特点,并对各个材料在药物疫苗传递系统和组织支架工程两方面的应用研究进展分别进行了归纳和总结,为温度敏感型可注射水凝胶在人类和动物医学领域的应用提供科学依据,并对其未来发展前景进行展望.【期刊名称】《动物医学进展》【年(卷),期】2018(039)001【总页数】5页(P99-103)【关键词】温度敏感型水凝胶;可注射水凝胶;疫苗控释;药物控释;生物医用材料【作者】任婷婷;卢清侠;郝慧芳;邓瑞广;张改平【作者单位】河南农业大学牧医工程学院,河南郑州450002;河南省农业科学院动物免疫学重点实验室/河南省动物免疫学重点实验室/农业部动物免疫学重点实验室,河南郑州450002;河南省农业科学院动物免疫学重点实验室/河南省动物免疫学重点实验室/农业部动物免疫学重点实验室,河南郑州450002;河南省农业科学院动物免疫学重点实验室/河南省动物免疫学重点实验室/农业部动物免疫学重点实验室,河南郑州450002;河南省农业科学院动物免疫学重点实验室/河南省动物免疫学重点实验室/农业部动物免疫学重点实验室,河南郑州450002;河南农业大学牧医工程学院,河南郑州450002;河南省农业科学院动物免疫学重点实验室/河南省动物免疫学重点实验室/农业部动物免疫学重点实验室,河南郑州450002【正文语种】中文【中图分类】S859.1水凝胶是一种在吸水后溶胀但不溶于水的高分子聚合物，呈三维网状结构，可注射水凝胶作为一种新型水凝胶，由于其独特的优势成为研究的热点。

水凝胶的制备及其应用进展摘要水凝胶是一类具有广泛应用的聚合物材料，它在水中能够吸收大量水分而溶胀，并在溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。

由于其特殊的结构和性能，水凝胶自人们发现以来，一直被人们广为研究。

本文综述了近些年国内外在水凝胶制备和在生物医药、环境保护等方面的一些研究进展，并对水凝胶的应用前景做了一些展望。

关键词水凝胶药物释放壳聚糖染料吸附凝胶按照分散相介质的不同而分为水凝胶(hydro-gel)、醇凝胶(alcogel)和气凝胶(aerogel)等。

水凝胶的分散相介质是水,它是由水溶性分子经过交联后形成的,能够在水中溶胀并且保持大量水分而不溶解的胶态物质。

它在水中能够吸收大量的水分显著溶胀，并在显著溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。

[1]正因为水凝胶的这种特性，水凝胶能够对外界环境，如温度、pH、电场、磁场等条件变化做出响应。

近年来，对水凝胶的研究逐渐深入。

水凝胶的应用也越来越广泛，不仅在载药缓释、环境保护方面有很大用途，而且在喷墨打印等方面也有越来越大的作用。

一、水凝胶的制备（一）PVA水凝胶的制备上世纪50年代,日本科学家曾根康夫最早注意到聚乙烯醇(PVA)水溶液的凝胶化现象。

由于PVA水凝胶除了具备一般水凝胶的性能外,具有毒性低、机械性能优良(高弹性模量和高机械强度)、高吸水量和生物相容性好等优点,因而倍受青睐。

PVA水凝胶在生物医学和工业方面的用途非常广泛[2]。

龚桂胜，钟玉鹏[3]等人利用冷冻-解冻法制备了不同类型高浓度聚乙烯醇（PVA）水凝胶，研究了PVA水凝胶的溶胀率、拉伸强度和流变特性。

他们发现不同类型的高浓度 PVA 水凝胶的力学性能相差较大，高分子量的 PVA 水凝胶的拉伸强度较低；这与低浓度的水凝胶相反。

徐冰函[4]首先制备PVA水凝胶，再以PVA 水凝胶作为载体利用反复冷冻的方法成功制备含有二甲基砜的PVA水凝胶。

实验制备的MSM/PVA水凝胶具有优良的理化性能，并且可以用于人工敷料的制备。