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环境敏感性水凝胶(智能水凝胶)在药物控制释放、酶的固定化及生物物质分离提纯等方面有着诱人的应用前景,因而近年来受到普遍关注。目前,无论在学术还是在应用领域,以pH/温度敏感水凝胶的研究尤为活跃。本文从分子设计的角度出发,选用具有优良温敏性的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)及pH敏感的天然高分子羧甲基壳聚糖(CMCS)、羧甲基纤维素钠(CMC)为基本原料,制备了系列新型pH/温度敏感CMCS/PNIPAAm、CMC/PNIPAAm水凝胶,系统地研究了这类凝胶的结构对其溶胀、消溶胀性能的影响,并对其响应机理进行了探讨,同时对这类凝胶的药物缓释性能进行了初步地研究,取得了以下主要研究结果: 1.采用半互穿聚合物网络技术(semi-IPN)制备了一类新型的CMCS/PNIPAAm半互穿聚合物网络水凝胶,对这类水凝胶的温度及pH敏感行为进行了详细地研究。实验结果表明,加入CMCS形成的semi-IPN样品,其在VPTT前后的平衡溶胀度的变化比纯PNIPAAm的平衡溶胀度变化要大得多。semi-IPN水凝胶消溶胀速率明显快于PNIPAAm凝胶的消溶胀速率。在CMCS等电点(pH=2.71)附近时,CMCS/PNIPAAm半互穿网络水凝胶的体积相转变温度(VPTT)明显降低,且在pH=2-4的溶液条件下,CMCS/PNIPAAm semi-IPN水凝胶的溶胀度低于其他pH条件下凝东华大学硕士学位论文胶的溶胀度。 2.在CMCS用NIPAAm半互穿聚合物网络水凝胶的基础上,用戊二醛交联CMCS,合成了CMCS用NI队Am全互穿聚合物网络(fun一IPN)水凝胶。网络结构的变化并没有影响互穿网络水凝胶的VPTT,仍为33℃左右。室温下,fun一IPN凝胶的平衡溶胀度和溶胀速率均小于Semi一IPN凝胶的平衡溶胀度和溶胀速率。而在不同pH值溶液中,fun一IPN凝胶的消溶胀速率明显快于 Semi一IPN凝胶的消溶胀速率。 3.选用另一种亲水的天然高分子CMC与MPAAm作原料,制备了温度、pH值双重敏感性的半互穿网络水凝胶,研究了介质温度、pH值对其溶胀行为的影响。当介质的pH值为1.2时,semi一IPN水凝胶的溶胀度始终小于PNI队Am水凝胶的溶胀度;pH值为7.4时,Semi一IPN水凝胶的溶胀度始终大于PNIPAAm水凝胶的溶胀度;而且凝胶中CMC的含量越高这种趋势表现得越明显,随着温度的升高,Semi一IPN水凝胶表现出热缩型温敏特征。在25℃ (VPTT以下),凝胶的溶胀度对pH值变化较敏感;在37℃(vPTT以上)时,pH值变化对凝胶溶胀度的影响程度较小。semi一IPN凝胶的消溶胀速率比纯PMPAAm有明显的提高,且消溶胀速率随着凝胶中CMC用量的增加而增大。 4.对CMC用NIPAAm Semi一IPN水凝胶的溶胀动力学进行了研究。结果表明:水凝胶在弱碱性介质中,水凝胶的溶胀过程大部分都可用non一Fiekian扩散来描述。其中在ZOOC(低于VPTT)时,