感温高分子研究进展

感温高分子由于其特有的温度敏感性而广泛应用于药物缓释、物料分离提纯、温敏薄膜、酶的固定以及免疫分析等领域。从感温高分子的温敏机理、合成、水凝胶改性3个方面对感温高分子的研究进展进行了综述。     

PNIPAAM类材料接枝方法的研究现状

聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAM)是现今研究最多、发展最快的一种新型热敏性聚合物,但其较差的机械强度限制了它的应用效果。为克服这一不足,将PNIPAAM接枝于其它力学性能较好的高分子基材上是一种可行的方法,同时也可在一定程度上赋予高分子基材某些特殊的性能。综述了近年来有关聚N-异丙基丙烯酰胺的主要接枝聚合方法,如射线辐射接枝、溶液自由基接枝、光引发接枝、低温等离子体接枝等以及其国内外的研究现状。     

聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶的微波合成与性能

以水为溶剂,N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(Bis)为交联剂,分别通过微波合成法和水浴加热法制备了聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)水凝胶,研究了交联剂浓度、反应时间、反应温度等对反应的影响,及PNIPAM水凝胶在不同温度和pH值下的溶胀性变化。研究结果表明,与水浴加热法相比,微波合成法缩短了反应时间,从10h缩减至1h左右;适当延长反应时间和提升反应温度有利于提高单体转化率。微波法合成PNIPAM的最佳条件为:H2O为溶剂,100℃~110℃反应40 min~60 min,交联剂m(Bis)/m(NIPAM)=5/100,单体转化率97%~98%。而且,微波合成法制备的水凝胶具有更显著的温度和pH敏感性能。     

Temperature-Triggered Dynamic Janus Fabrics for Smart Directional Water Transport

In this study, thermosensitive amino-silica@PDVB/PNIPAM Janus particles (JPs) are synthesized by seed emulsion polymerization-induced phase separation and selective modification methods. Amino-modified silica moieties are covalently bonded to a diverse choice of substrates to achieve robust composite coatings, and a PDVB/PNIPAM abdomen forms a micro-nano-scale hierarchical surface. PNIPAM has a lower critical solution temperature (LCST), which allows the hydrophilic and hydrophobic properties of the coating to reverse with a change in temperature. When the fabrics are coated with the thermosensitive Janus particles, water repellency is observed above 32 °C, while hydrophilicity is revealed below 32 °C. Then, after the composite fabric is worn, the side next to the skin becomes hydrophobic due to the high temperature, and the side facing the environment is hydrophilic. Therefore, sweat can be pumped from the hydrophobic side to the hydrophilic side through the dynamic Janus fabric. The dynamic hydrophobic–hydrophilic Janus structure enables the efficient and fast evaporation of sweat. The perspiration rate of Janus fabrics is five times higher than that of commercial cotton fabrics. While the wettability of the composite coating remains reversible after 20 temperature cycles and 20 tape adhesion cycles, showing good mechanical durability. The reversible thermal sensitivity remains after repeated rubbing and ultrasonic immersion.     

纳米SiO2增强聚乙烯醇缩乙醛凝胶的温敏性研究

以正硅酸乙酯(TEOS)前驱体,采用溶胶-凝胶法向部分缩醛的聚乙烯醇(APVA)水溶液中引入二氧化硅(SiC2)粒子,再通过冷冻/解冻法制备了温敏性聚乙烯醇缩乙醛(APVA)/二氧化硅(SiO2)复合凝胶.用扫描电镜、红外光谱和力学性能分析仪对产物的结构、微观形貌和力学性能进行了表征,并对其温敏性的影响因素进行了研究....     

温度及pH敏感性聚乙烯醇/羧甲基壳聚糖水凝胶的制备与性能研究

以聚乙烯醇(PVA)和羧甲基壳聚糖(CMCh)为原料,采用60Co-γ射线辐照交联制备聚乙烯醇/羧甲基壳聚糖(PVA/CMCh)水凝胶;研究了PVA与CMCh的配比、温度、pH及离子强度等对PVA/CMCh水凝胶溶胀率的影响。结果表明适当配比的PVA/CMCh水凝胶具有一定的温度、pH及离子敏感性。该水凝胶在5~20°C时具有较高的溶胀率,温度在20°C以上溶胀率较低,并且有一定的可逆性;水凝胶在pH较低(pH<4.0)和较高(pH>6.0)时溶胀率均较大,而当pH为4.0~6.0时溶胀率较小,显示出一定的pH敏感性。     

温度敏感聚丙烯酸盐/聚乙二醇互穿网络水凝胶的合成及重金属离子吸收

以N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵为引发剂采用新型两步水溶液聚合法合成出聚丙烯酸盐/聚乙二醇互穿网络(PAA/PEG IPN)水凝胶.对其溶胀性能进行了研究,结果表明,该水凝胶具有正温度敏感性,其LCST为25℃.基于聚丙烯酸盐与金属阳离子的络合作用,将该水凝胶用于重金属离子的回收.采用SEM、FTIR对其结构及表面形貌进行表征.     

D-萘普生温敏分子印迹凝胶的制备及吸附性能研究

采用热聚合方法,以D-萘普生(D-Npx)为模板分子,N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)为功能单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)和二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)分别为交联剂,制备了一种温敏DNpx分子印迹凝胶(MIH),研究了凝胶的温敏性以及交联剂的种类和浓度对凝胶结构和分离性能等的影响。研究结果表明,随着MBAA含量的增加,MIH的平衡溶胀率降低,且MIH对D-Npx的吸附和脱附量先增加后逐渐减少;随EGDMA含量的增加,MIH对D-Npx的吸附和脱附量逐渐增大。MIH具有明显的温敏性,MBAA含量对凝胶的最低临界溶解温度(LCST)几乎没有影响,凝胶表现出较好的溶胀-退胀性,脱附率可达90%以上。     

pH/温度双重敏感高分子水凝胶的合成及性能

选用具有优良pH敏感的丙烯酸(AAc)及温敏性的N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)为基本原料,制备了pH/温度双重敏感水凝胶,系统研究了丙烯酸系水凝胶的基本物理性能(密度、平均分子量、交联密度、平衡态水含量、固定电荷密度等),表征了水凝胶在不同离子强度下的溶胀、退溶胀性能,并对其响应机理进行了探讨,同时对水凝胶的机械性能进行测试。结果表明:pH/温度双重敏感水凝胶的溶胀情况受pH值和温度2个因素控制,在同一温度下,pH值越高,溶胀率越高;在同一pH值下,温度越高,溶胀率越低。     

含系列丙烯酸酯链节的N-异丙基丙烯酰胺共聚物温敏性能的研究

采用溶液聚合法合成了不同配比的N－异丙基丙烯酰胺／丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯线型共聚物，红外光谱对它们进行了表征；在远高于试样低临界溶液温度，采用逐步降温法测定了不同线型结构共聚物的溶胀比。研究表明共聚物组分比对共聚物温敏性能有显影响，提出的临界线型水凝胶形成温度具有与LCST相似的物理意义，两的差值可以表征聚合物对温度响应的灵敏程度。