论文部分内容阅读
本论文以温度敏感性单体N,N-一乙基丙烯酰胺和pH值敏感性单体甲基丙烯酸二甲胺基乙酯(DMAEMA)、衣康酸(IA)为功能单体,采用自由基共聚和半互穿网络聚合方法,先后合成了具有温度和pH值双重刺激响应性水凝胶,并系统地研究了水凝胶的相转变行为,对周围环境变化(温度、pH值)的响应行为和可逆响应性,测量了在二次蒸馏水中的溶胀和退溶胀速率以及对模型药物氨茶碱的控制释放效果。论文取得的主要研究结果有：1、用偶氮二异丁腈(AIBN)作引发剂,合成聚甲基丙烯酸二甲胺基乙酯(PDMAEMA)线性聚合物,然后采用半互穿聚合方法,通过改变单体、线性聚合物的组成比,在PDMAEMA水溶液中以过硫酸铵(APS)为引发剂,引发N,N-二乙基丙烯酰胺(DEA)进行自由基聚合,制备了温度和pH值双重响应的PDMAEMA/PDEA半互穿网络水凝胶。傅立叶变换红外光谱(FTIR)说明,半互穿网络水凝胶被成功制备。扫描电子显微镜(SEM)结果表明,凝胶网络结构与凝胶组成有关。示差扫描量热(DSC)分析结果表明,随着PDMAEMA含量的增加,半互穿水凝胶的玻璃化转变温度(TG)减小。其性能研究的结果表明,采用半互穿网络聚合方法制备的水凝胶具有相同的LCST;体系中引入含有胺基基团的PDMAEMA,使得水凝胶在很宽的pH范围内具有敏感性；用Peppa’s势能方程分析凝胶溶胀机理发现,随着凝胶中PDMAEMA含量增加,溶胀机理从Fickian扩散向Non-Fickian扩散转变。模型药物氨茶碱的控制释放实验结果表明,温度对药物的释放有影响,温度越低,释放速率越快；同时线性聚合物PDMAEMA的存在降低了氨茶碱的释放速率。2、以过硫酸钾(KPS)为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NNMBA)为交联剂,用自由基共聚的方法,制备了单体组成比例不同的聚(N,N-二乙基丙烯酰胺-co-衣康酸)(P(DEA-co-IA))温度／pH值双重敏感性水凝胶。FTIR分析结果表明,共聚水凝胶被成功制备。SEM结果表明凝胶网络结构与凝胶组成有关,随着IA含量增加,相互连接的孔径增大。对水凝胶性能研究结果表明,调节单体组成,当IA占单体总量的2%时,P(DEA-co-IA)水凝胶的LCST可达到人体生理温度(37℃)附近；由于共聚单体IA含有两个可解离的羧基,赋予了共聚水凝胶明显的pH值敏感性；相比于PDEA水凝胶,P(DEA-co-IA)水凝胶具有较快的溶胀速率和退溶胀速率以及更高的吸水率。模型药物氨茶碱的控制释放实验结果表明,温度对药物的释放有影响,温度越低,释放速率越快；同时,相比于PDEA水凝胶,共聚单体IA的存在降低了氨茶碱的释放速率。3、利用Semi-IPN技术,将聚乙烯醇17-88(PVA17-88)引入P(DEA-co-IA)水凝胶网络中,制备了PVA/P(DEA-co-IA) Semi-IPN水凝胶。SEM、X射线衍射(XRD)和DSC结果都说明PVA/P(DEA-co-IA)半互穿网络水凝胶被成功制备。性能研究结果表明,由于凝胶内部网络为Semi-IPN结构,所有的凝胶具有相同的LCST;相比于P(DEA-co-IA), PVA/P(DEA-co-IA) Semi-IPN水凝胶具有优良的温度和pH值敏感性以及优异的温度、pH可逆响应性,且当PVA占单体总量的2%时,有最快的退溶胀速率；用Peppa’s势能方程分析凝胶溶胀机理发现,随着凝胶中PVA含量增加,溶胀机理两次从Fickian扩散向Non-Fickian扩散转变。模型药物氨茶碱的控制释放实验结果表明,温度对药物的释放有影响,温度越低,释放速率越快；相比于P(DEA-co-IA)水凝胶,PVA的存在降低了氨茶碱的释放速率。