凝胶剂的研究进展
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国内外气凝胶发展现状气凝胶是一种具有多孔结构和极低密度的功能性材料,因其独特的物理和化学性质在各个领域都有着广泛应用。
近年来,随着人们对新型材料需求的增加,气凝胶在国内外的研究与发展也日益受到重视。
一、气凝胶的定义和特点气凝胶是一种由高度交联的凝胶组成的多孔材料,其孔隙结构可调控,并且具有极低密度和良好的绝热性能。
这些特点使得气凝胶成为一种独特的新型材料,被广泛应用于隔热隔音、吸附分离、催化剂载体等领域。
二、国内气凝胶研究现状在我国,气凝胶的研究起步较晚,但近年来取得了显著进展。
许多高校和科研机构开展了气凝胶的制备和应用研究,为我国气凝胶产业的发展奠定了基础。
目前,国内研究重点主要集中在气凝胶的制备方法、性能调控以及应用领域拓展等方面。
1. 气凝胶制备方法目前,国内气凝胶的制备方法主要包括溶胶-凝胶法、超临界干燥法、溶胶凝胶法等。
这些方法的不断改进和优化,使得气凝胶的制备更加简便高效,并且可以调控气凝胶的孔隙结构和物理性能,满足不同领域的需求。
2. 气凝胶性能调控近年来,国内研究人员通过改变气凝胶的成分、控制热处理条件等手段,成功调控了气凝胶的力学性能、绝热性能、吸附性能等重要性能。
这些研究成果为气凝胶在航空航天、建筑节能等领域的应用提供了有力支撑。
3. 气凝胶应用领域拓展除了传统的隔热隔音领域,国内研究人员还开展了气凝胶在光学、催化剂载体等领域的应用研究。
例如,石墨烯气凝胶的制备与性能研究、金属氧化物气凝胶的催化性能等方面均取得了显著成果。
三、国外气凝胶研究现状相较于国内,国外气凝胶的研究历史更为悠久,研究水平也更加成熟。
欧美国家在气凝胶的制备方法、性能表征、应用拓展等方面取得了一系列重要进展,并且在多个领域有着广泛的应用。
1. 气凝胶的制备方法国外研究人员将超临界干燥、溶胶-凝胶等方法应用于气凝胶的制备中,并通过“模板法”、“超分子自组装”等手段实现了气凝胶的结构调控。
这些研究方法为气凝胶的精密制备和应用提供了重要技术支持。
高分子多糖水凝胶功能材料研究与应用进展摘要:与传统高分子水凝胶材料相比,高分子多糖水凝胶因其具有环境友好型、生物相容性、特殊功能性、生物可降解性等优势而倍受重视。
综述了以植物多糖、海洋多糖、微生物多糖及其复合多糖为原料的多糖水凝胶功能材料的制备方法、功能特性和产品表征方法,介绍了多糖水凝胶材料在医药卫生、食品、化妆品、农业和环保等领域的应用情况,分析了多糖水凝胶在生物传感器、生物反应器、人工智能材料和抗菌材料等领域的应用前景,并指出提高材料性能与功能特性、分析凝胶形成机理和功能材料模拟等是未来多糖水凝胶研究的重点。
关键词:高分子多糖;水凝胶;功能材料;研究进展;应用多糖水凝胶是多糖利用的一个重要方面,水凝胶是一类具有三维交联网络结构,能够吸收并保持大量水分,而又不溶于水的功能高分子材料。
水凝胶自身的结构使其同时具备固体和液体的性质,即力学上表现出类固体性质,而在热力学上则表现出类液体行为[1-2]。
水凝胶因其具有低成本、多孔性、较高力学强度、光学透明性、生物可降解性、高溶胀率、生物相容性、刺激响应性等特性,被广泛应用于食品、化妆品、医药卫生、农业、环保等领域。
水凝胶按照制备原料的不同可分为天然高分子水凝胶和合成高分子水凝胶[3]。
用于制备水凝胶的天然高分子包括胶原/明胶、透明质酸、海藻酸盐、纤维素、黄原胶、魔芋葡聚糖、壳聚糖等[4-6]。
用于制备水凝胶的合成高分子包括聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙二醇和聚乙烯醇等。
近年来,高分子多糖如纤维素、半纤维素、壳聚糖、海藻酸钠、黄原胶以及透明质酸等因其优越的生物相容性、天然可降解性以及丰富的来源等特点,越来越多地被用作制备水凝胶的原料,拓宽了多糖的应用领域。
多糖水凝胶材料包括互穿聚合物网络多糖胶、多糖类接枝共聚水凝胶、多糖类大孔冻凝胶和多糖类智能水凝胶。
其中多糖类智能水凝胶,通过在多糖类水凝胶中引入具有刺激响应性的化学基团,从而可以利用大分子链或链段的构象或基团的重排使其内部体积发生突变。
聚乙烯醇水凝胶的制备及应用进展吴李国 章悦庭 胡绍华(东华大学纤维材料改性国家重点实验室,上海,200051)摘要 综述了PVA 水凝胶的制备进展,详细介绍了PVA 水凝胶的最新应用研究。
关键词:聚乙烯醇,水凝胶,制备,应用中图法分类号:TQ31 高分子凝胶是线性高分子链通过交联形成三维网状结构,再经过大量溶剂溶胀形成的一种胶态物质[1]。
“凝胶”的称谓是由胶体化学创始人Graham 于19世纪后半叶提出的。
最早的凝胶应用可以追溯到中国古代的豆腐制作。
现代的凝胶研究则始于水溶胶领域明胶的研究[2]。
最初的凝胶研究只限于凝胶的溶胀等基本现象,例如对天然橡胶在有机溶剂中溶胀时压力与浓度的关系等等。
20世纪30年代起,科学家开始系统地研究凝胶化(Gelation )过程,主要体现在基础理论的研究和工艺学研究两方面。
Flor y 提出了利用单体聚合制造网络的临界条件,此后,Flor y 又和R ehner 提出了网络结构的溶胀理论。
Eldridge 和Ferr y 则研究了热可逆溶胶的凝胶点和聚合物浓度的关系。
凝胶按照分散相介质的不同而分为水凝胶(hydro -gel )、醇凝胶(alc ogel )和气凝胶(aerogel )等。
因此,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。
20世纪50年代,日本人曾根康夫[3]最早注意到聚乙烯醇(P V A )水溶液的凝胶化现象。
由于P V A 水凝胶除了具备一般水凝胶的性能外,特别具有毒性低、机械性能优良(高弹性模量和高的机械强度)、吸水量高和生物相容性好等优点,因而倍受青睐。
P V A 水凝胶在生物医学和工业方面的用途非常广泛。
这里就PV A 水凝胶最新的制备和应用研究进展作一综述。
1 PVA 水凝胶的制备PVA 水凝胶的制备按照交联的方法可分为化学交联和物理交联。
化学交联又分辐射交联和化学试剂交联两大类。
水凝胶的研究进展俊机哥哥0913010407(广西师范学院化学与生命科学学院09高分班)摘要:本文对水凝胶的制备方法、性质及其应用进行了简单的介绍。
关于水凝胶的制备,我们在文章的介绍了三种方法:单体聚合并交联、聚合物交联、载体的接枝共聚。
关键字: 水凝胶制备性质应用生物医学前言水凝胶这个词最早出现于1960年,当时是由捷克的Wicherle和Lim研制的聚强乙基丙烯酸甲酯。
它本身是硬的高聚物,但它汲取水分后就变成具有弹性的凝胶,故称水凝胶。
水凝胶是一类具有三维网络结构的聚合物,在水中能够汲取大量水分而溶胀,并在溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶化。
水凝胶可由不同的亲水单体和疏水单体聚合而成。
由于其具有三维网络结构,故相对分子质量很高,其交联网络结构主要由化学键、氢键或范德华力等组成。
溶胀时溶液可以扩散进入交联键之间的空间内,交联密度越大,三维网络间的空问就越小,水凝胶在溶胀时汲取的水分也就越少。
由于水凝胶外表不易粘附蛋白质和细胞,故在与血液、体液及人体组织相接触时会表现出良好的生物相容性;其它,水凝胶由于含有大量的水分而非常柔软,并且类似于生物体组织,故作为人体植入物可以减少不良反响。
因此,水凝胶被作为优良的生物医学材料得到广泛应用2。
例如,PVP水凝胶可作为眼科手术中黏弹物质及人工玻璃体材料。
PVA水凝胶可用于关节重建、人工软骨、人工喉及人工玻璃体。
PVA 是第一个被广泛使用在移植方面的水凝胶。
水凝胶已被用做鼻子、面部、缺唇修补、替代耳鼓膜等方面。
水凝胶用做人工软骨、腱以及主动脉接枝不久将被商业化。
其它,水凝胶在日用品,工业用品,农业、土建等领域也有广泛应用。
1 水凝胶的制备1. 1 单体聚合并交联合成水凝胶的单体很多,大致分为中性、酸性、碱性3 种,表1 列出了局部单体及交联剂。
表1水凝胶制备中常用的单体和交联剂水凝胶可以由一种或多种单体采纳电离辐射、紫外照耀或化学引发聚合并交联而得。
一般来说,在形成水凝胶过程中需要参加少量的交联剂。
单位代码 09学号分类号密级毕业论文凝胶剂的研究现状院(系)名称医学院专业名称学生姓名指导教师***年**月**日凝胶剂的研究现状摘要近年来随着药物新剂型发展,凝胶剂已成为制剂的研究热点。
凝胶剂是近年来兴起的一种药物新剂型,国外的研究较早、发展较快。
国内发展从医院制剂起步,现已有多种凝胶剂获国家批文,展现出凝胶剂更多的优势效用。
凝胶剂较常采用的给药途径是经皮给药、经口给药、眼部给药、鼻腔给药、阴道给药和直肠给药,不同的给药途径均能收到药物浓度高、作用时间持续的满意效果。
凝胶剂具有吸收速度快、生物利用度高、良好的生物相容性、且质地均匀、易于涂展和洗除、可制作缓控释制剂的特点。
因而凝胶剂的深入研究具有重要意义和价值。
关键词:凝胶剂,基质,临床应用,研究进展目录1.2两相凝胶剂 (1)2 凝胶剂发展概况 (2)2.1国外凝胶剂的发展概况 (2)2.2国内凝胶剂发展概况 (2)3凝胶剂基质的选用 (3)3.1卡波姆 (3)3.2聚乙烯醇 (4)3.3聚乙烯毗咯烷酮(PVP) (4)3.4海藻酸钠 (4)3.5纤维素衍生物 (5)3.6皂土 (5)4凝胶剂的制备 (6)5凝胶剂的质量要求 (7)6凝胶剂的给药方式 (8)6.1经皮给药 (8)6.2口服给药 (8)6.3鼻腔给药 (8)6.4阴道给药 (9)6.5直肠给药 (9)7凝胶剂的药效评价 (10)8药用凝胶剂的释药机制 (11)9凝胶剂研究的现存问题 (12)10 展望 (13)致谢 (14)凝胶剂的研究现状1绪论凝胶剂指药物与适宜的辅料制成的均一、混悬或乳剂型的乳胶稠厚液体或半固体制剂。
根据基质的形态分别称胶浆剂、混悬型凝胶剂、乳胶漆。
凝胶剂按分散系统分为单相凝胶剂和两相凝胶剂。
单相凝胶剂系药物以分子分散于凝胶基质中形成的凝胶。
外用凝胶剂一般均是有机高分子化合物的单相凝胶,单相凝胶分为水性凝胶与油性凝胶。
水性凝胶基质有纤维素衍生物、卡波姆和和海藻酸盐、西黄耆胶、明胶、淀粉等加水、甘油或丙二醇构成。
收稿日期:2019-05-10作者简介:李玉慧,硕士研究生,研究方向:药物制剂 E-mail: liyuhuihelen@*通讯作者:翟光喜,男,教授,从事药物制剂的研究 E-mail: professorgxzhai@原位凝胶制剂的研究进展李玉慧1, 2,程 鹏1, 3,翟光喜1*(1. 山东大学 药学院 药物制剂研究所,山东 济南,250012;2. 济南高新区生命科学城发展中心,山东 济南,250104;3. 拜耳医药保健有限公司,山东 济南,250012)摘 要:原位凝胶制剂作为一种新型递药系统具有广阔的应用前景。
本文讨论不同刺激响应型原位凝胶的形成机制、聚合物材料,原位凝胶不同给药途径的应用情况,综述近年原位凝胶的研究进展,为原位凝胶剂的进一步研究与开发应用提供思路。
关键词:原位凝胶;刺激响应;给药途径;新型递药系统中图分类号:R944 文献标识码:A 文章编号:1672-979X (2019)06-0500-05DOI :10.3969/j.issn.1672-979X.2019.06.019Research Progress of In Situ GelLI Yu-hui 1,2, CHENG Peng 1,3, ZHAI Guang-xi 1(1. Department of Pharmaceutics , School of Pharmaceutical Sciences , Shandong University , Jinan 250012, China ; 2. Jinan Innovation Zone Life Science City Developing Center , Jinan 250104, China ; 3. Bayer Healthcare CompanyLtd ., Jinan 250012, China )Abstract: As novel drug delivery systems, in situ gel has broad application prospects. The purpose of this paper is to discuss the formation mechanism of different stimuli-responsive in situ gel and its polymer material, as well as application of in situ gel of different routes of administration. The recent progress of in situ gel is reviewed in this paper, in order to provide ideas for further research and development of in-situ gels.Key Words: in situ gel; stimuli response; route of administration; novel drug delivery system原位胶凝由环境敏感的聚合物组成,环境条件如pH 、温度、离子强度和光等发生变化,其结构会发生改变,原位形成黏弹性凝胶。
SiO 2气凝胶疏水改性方法研究进展1刘明龙,杨德安天津大学材料学院先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室,天津 (300072)E-mail :m.dragonliu@摘 要:文章综述了对SiO2气凝胶进行疏水改性的技术的最新研究进展,介绍了溶剂置换-表面改性法,直接表面改性法和联合前驱体法三种改性方法的改性机制及各种常用的表面改性剂,并从所制得的最终样品的性能、成本、实用性等方面进行了比较,从而总结出一种较经济实用的制备方法。
关键词:SiO2气凝胶;纳米多孔材料;溶胶-凝胶;疏水型;绝热材料1本课题得到国家自然基金委重点基金项目(10232030),天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室 (x06050)的资助。
SiO 2气凝胶是一种具有独特的纳米多孔网络结构的轻质材料,因其极低的折射率、热导率和介电常数,高的比表面积和对气体的选择透过等特性,而在绝热材料、隔音材料、过滤材料以及催化剂载体等众多领域有着广泛的应用前景,尤其在作为高性能绝热材料方面受到了普遍关注。
由于通常方法制备出的SiO 2气凝胶内表面有大量的硅羟基存在,它们不仅会因缩聚而引起凝胶块体产生额外收缩,还能吸附空气中的水分而使气凝胶开裂破碎,严重影响了气凝胶的声、光、电、热、力学等性能,限制了它的应用场合。
因此,只有设法对制备的气凝胶进行疏水改性,增加它在空气中的稳定性和使用寿命,另外,再配合一系列增强、增韧措施,以制成纳米多孔绝热复合材料,才能在保温工程中发挥出它的真正作用。
1. SiO 2气凝胶的疏水改性及原理SiO 2气凝胶通常是由溶胶-凝胶法制备的,开始制得的醇凝胶固态骨架周围存在着大量溶剂(包括醇类、少量水和催化剂),要得到气凝胶,必须通过干燥以去掉其中的溶剂。
然而,在溶剂干燥过程中,由于凝胶纳米孔内气-液界面间产生表面张力,导致邻近的Si-OH 基团发生缩聚反应,形成Si-O-Si 键,从而产生了不可恢复的收缩;另外,这些Si-OH 基团还可以吸附空气中的水分,使表面张力增大,从而使气凝胶块体开裂破碎。
橡 胶 工 业CHINA RUBBER INDUSTRY994第70卷第12期Vol.70 No.122023年12月D e c .2023导热凝胶的研究进展缪小冬1,王大林1,邱晓锋1,张利华2(1.北京航天自动控制研究所,北京 100854;2.北京航天光华电子技术有限公司,北京 100854)摘要:概述导热凝胶的组成和导热机理,介绍硅系导热凝胶基体和非硅系导热凝胶基体以及陶瓷材料、碳基材料和复合填料作为导热填料的研究进展。
导热凝胶具有热导率大,耐高低温性能和绝缘性能好,塑性、粘性和附着性强,且可重复使用等优点。
导热凝胶综合性能提高的关键在于合理设计基体和填料的性质,基体的设计可以从聚合物的类型和相对分子质量及其分布、交联剂、扩链剂等方面进行,并从改变分子链的结构和排列等方面改性聚合物;填料的设计可以从提高导热性能方面进行,如对传统导热填料进行表面功能化以及设计复合填料。
关键词:导热凝胶;凝胶基体;导热填料;热导率中图分类号:TQ317.9 文章编号:1000-890X (2023)12-0994-06文献标志码:A DOI :10.12136/j.issn.1000-890X.2023.12.0994作者简介:缪小冬(1984—),男,江苏南通人,北京航天自动控制研究所高级工程师,硕士,主要从事电子设备设计相关的工作。
E -mail :miaoxiaodong310@ 引用本文:缪小冬,王大林,邱晓锋,等.导热凝胶的研究进展[J ].橡胶工业,2023,70(12):994-999.Citation :MIAO Xiaodong ,WANG Dalin ,QIU Xiaofeng ,et al.Research progress of thermal conductive gels [J ].China Rubber Industry ,2023,70(12):994-999.OSID 开放科学标识码(扫码与作者交流)综述·专论Њ ͇图1 无TIM 填充的气隙Fig.1 Air gap without TIM filling…………………………Њ͇TIM图2 有TIM 填充的气隙Fig.2 Air gap with TIM filling随着5G 时代的到来,电子设备正朝着小型化、集成化、高能量密度的方向发展[1]。
水凝胶的制备及应用进展一、本文概述水凝胶是一种由亲水性聚合物形成的三维网络结构,其能够在水中吸收并保留大量的水分而不溶解。
这种独特的性质使得水凝胶在众多领域具有广泛的应用前景。
本文旨在全面概述水凝胶的制备技术及其在各领域的应用进展。
我们将首先介绍水凝胶的基本概念和性质,然后详细讨论其制备方法,包括物理交联、化学交联和生物交联等。
接着,我们将重点综述水凝胶在生物医学、环境科学、农业和工业等领域的应用情况,并探讨其面临的挑战和未来的发展趋势。
通过本文的阐述,我们期望能为读者提供一个关于水凝胶制备与应用全面而深入的理解,并为其在相关领域的研究和应用提供有益的参考。
二、水凝胶的制备方法水凝胶的制备方法多种多样,这些方法的选择通常取决于所期望的水凝胶性质、应用需求以及可用的原材料。
以下将详细介绍几种常见的水凝胶制备方法。
物理交联法是一种简便且常用的水凝胶制备方法。
该方法主要通过物理相互作用,如氢键、离子键、疏水作用或链缠结等,使高分子链交联形成三维网络结构。
例如,利用聚电解质之间的静电相互作用,可以在水溶液中制备出具有优异溶胀性能和离子敏感性的水凝胶。
化学交联法是通过共价键的形成来实现高分子链之间的交联。
常用的化学交联剂包括丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯等,它们可以通过自由基聚合、缩聚或逐步聚合等方式与高分子链发生反应,形成稳定的交联结构。
化学交联法制备的水凝胶通常具有较高的机械强度和稳定性。
生物交联法利用生物酶或生物分子的催化作用,使高分子链在温和条件下发生特异性反应,形成水凝胶。
例如,利用酶促反应制备的透明质酸水凝胶具有良好的生物相容性和可降解性,因此在生物医学领域具有广泛的应用前景。
微凝胶聚合法是一种将单体在微乳液或微悬浮液中进行聚合的方法。
通过控制聚合条件和引发剂用量,可以制备出粒径均结构稳定的微凝胶。
这些微凝胶可以通过进一步的交联或组装形成宏观尺度的水凝胶,具有良好的力学性能和溶胀性能。
辐射交联法利用高能辐射(如紫外线、伽马射线等)引发高分子链之间的交联反应。