国内有关高聚物水凝胶的合成、溶胀性能及其结构表征的研究

本文概要地综述了近年来国内有关高聚物水凝胶的合成、溶胀性能及其结构表征方面的研究进展。     

共聚物水凝胶接触镜材料的研究

以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)以及甲基丙烯酸酯共聚,制备水凝胶接触镜材料,并研究了该水凝胶的溶胀性能。实验发现,不添加交联剂的情况下,共聚产物即可形成具有交联结构的水凝胶;随NVP含量的增大,水凝胶的平衡溶胀度也增大;少量甲基丙烯酸酯的加入,可较小幅度地降低共聚物水凝胶的平衡溶胀度;TG分析表明,NVP与HEMA二元共聚物水凝胶中的自由水容易脱水,而添加甲基丙烯酸酯可增强水凝胶的抗脱水性能,以甲基丙烯酸乙酯较为明显。     

具有可调溶胀性能的纤维素基温敏水凝胶

基于纤维素的水凝胶用途广泛,但其溶胀调控规律少见报道。文中以羟丙基甲基纤维素(HPMC)和羟乙基纤维素(HEC)为原料,以环氧氯丙烷(ECH)为交联剂,制备了系列纤维素基温敏水凝胶,研究了在温度作用下HPMC及ECH含量、p H、无机盐对水凝胶溶胀性能的影响。结果表明,制备的纤维素基水凝胶具有随温度变化可调的溶胀性能;HPMC含量越高,水凝胶收缩能力越强;ECH含量越高,水凝胶收缩能力越弱;达到溶胀平衡的水凝胶具有良好的力学性能以及p H和无机盐稳定性。     

可生物降解聚天冬氨酸水凝胶的合成及性能

采用两步交联法合成了可生物降解聚天冬氨酸水凝胶。首先用赖氨酸作为内交联剂对聚丁二酰亚胺进行开环反应,以侧基的形式引入聚合物链中,然后用戊二醛为表面交联剂进行进一步交联反应,从而形成水凝胶。研究了反应温度、时间、赖氨酸及戊二醛用量对水凝胶溶胀性能的影响。并对水凝胶的溶胀机理进行了初步的探讨,结果表明,溶胀过程属于非Fickian扩散。pH敏感性测试表明水凝胶在pH=3.4时收缩,而在pH<3.4和pH>3.4时溶胀,且在中性和碱性条件下的溶胀率大于在酸性条件下的溶胀率。     

共聚物水凝胶角膜接触镜材料的离子渗透性研究

以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,N-乙烯吡咯烷酮(NVP)单体、甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)单体、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)单体及交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(Bis)在一定温度下共聚制得软性角膜接触镜材料--水凝胶,并采用池膜测量法研究了钠离子在角膜接触镜材料中的渗透性能.实验发现,随NVP含量的增大,水凝胶的含水量增大,钠离子渗透性能增强;KH570含量小于15%时,钠离子渗透性能随KH570含量的增加而增强,而含量在15%～25%时钠离子渗透性能则降低;交联剂含量增大会降低钠离子的渗透性能,含量以不超过0.7%为宜.     

PEG/HEMA水凝胶复合支架的制备及其溶胀性能

以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,采用自由基聚合法合成了聚乙二醇(PEG)/甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)复合凝胶.采用冷冻干燥法制备凝胶支架,结果表明,凝胶支架具有多孔结构,为水分子的进出提供了路径和代谢物通道;随着交联剂用量的增大,水凝胶的平衡含水量降低;凝胶的平衡含水量随着温度的升高而下降,离子强度的增加使水凝胶的溶胀度降低.     

PVA-PAAIPN水凝胶的制备及其溶胀性质研究

利用化学交联和循环冰冻-解冻相结合的顺序逼近法，制备了由和聚乙烯醇（PVA）和聚丙烯酸（PAA）复合的具有互穿聚合物网络（IPN）结构的高分子水凝胶。研究了交联剂含量，PAA含量和温度对水凝胶溶胀性质的影响，实验结果表明，30℃时，交联剂含量为1.0mol%的凝胶溶胀度最大，凝胶中PAA含量越大，凝胶的溶胀度越大；具有IPN结构的凝胶具有温度敏感性质；调节凝胶中PAA和交联剂的含量，可以控制凝胶突变体系的大小。     

复合水凝胶角膜接触镜材料的设计与合成

通过高聚物分子设计的方法,以吸水倍率低的HEMA水凝胶为基体材料,以吸水倍率高的PVPP(交联NVP)颗粒为分散相,制备出了具有明显相界面层的复合水凝胶角膜接触镜材料.通过大量实验表明其制备工艺为:PVPP颗粒与单体HEMA的质量比为10:90,致孔剂PEG400为35%(wt,相对于总反应物),BPO为0.4%(wt,相对于反应单体),反应混合物混合均匀后立即压片、放入温度为75℃的水浴中,反应12h.为下一步研究具有药物缓释功能的、可重复利用的角膜接触镜奠定了基础.     

PAM/CMC/煤复合水凝胶的制备与溶胀性能研究

在室温下以过硫酸铵(APS)为引发剂、四甲基乙二胺(TEMED)为催化剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,利用自由基聚合反应制备了聚丙烯酰胺/羧甲基纤维素钠/煤(PAM/CMC/Coal)复合水凝胶。通过傅里叶红外光谱(FTIR)对煤和复合凝胶的化学结构进行了表征,利用扫描电子显微镜(SEM)研究了复合凝胶的孔结构。通过重量法考察了煤含量对凝胶的溶胀性能,包括平衡溶胀、溶胀速度以及水分子在凝胶中的扩散系数的影响。研究发现,随着煤含量的增加,凝胶的平衡溶胀比下降。通过一级和二级方程对凝胶的溶胀动力学进行了拟合,凝胶的扩散指数n都大于0.5,说明水分子在凝胶里的扩散均符合non-Fickian扩散机理。在煤含量小于2.5%时,随着煤含量的升高,凝胶的溶胀速度亦升高;在煤含量大于2.5%时,随着煤含量的升高,凝胶的溶胀速度下降。     

基于角膜接触镜的眼药缓释水凝胶材料研究进展

常用的眼用药物制剂为滴眼剂或者眼膏剂,具有使用不方便、药物利用效率低、易引起副作用、需频繁施用、影响视力等缺点.采用角膜接触镜缓释的眼用药物制剂可克服这些缺点,因而受到研究人员的重视.综述了基于角膜接触镜、适于缓释眼用药物的poly-HEMA(聚甲基丙烯酸羟乙酯)水凝胶、硅氧烷水凝胶、分子印迹聚合物水凝胶以及含离子配体水凝胶的研究进展,并展望了适于角膜接触镜缓释的眼用制剂的水凝胶材料的发展前景.     

HEMA共聚物水凝胶中水的存在状态

用过氧化二苯甲酰(BPO)作为引发剂，合成了N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)／甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)和NVP/HEMA／甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚物水凝胶，用差热扫描量热法(DSC)和热重法(TG)对这些亲水凝胶中吸附水的状态进行了研究．结果表明，水凝胶中水的状态大致可分为自由水、可冻结的结合水和非冻结的结合水．不同用量的MMA与NVP和HEMA共聚，溶胀度不同，其吸附水中不同状态水的含量也有所差异，结果表明，随着MMA含量的增加，水凝胶中非冻结结合水的含量也增加。     

NVP-HEMA角膜接触镜材料的透氧性能

以过氧化二苯甲酰(BPO)为引发剂，N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)在一定温度下共聚得水凝胶，可作为软性角膜接触镜材料．实验发现，随NVP含量的增大，水凝胶的含水量越大，透氧性增大，水凝胶材料的透氧率(Dk／L)的倒数与其厚度成正比．并自行设计了一套角膜接触镜材料透氧性能的测试装置、     

HEMA-NVP共聚物表面性能研究

室温下,以质量分数为0.2%的2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮(1173)为引发剂,0.5%的二乙二醇甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,在紫外光照下合成了甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)-N-乙烯吡咯烷酮(NVP)二元共聚物水凝胶.探讨了共聚物表面的润湿性、脱水性及对牛血清蛋白(BSA)的吸附性.试验表明,材料薄膜表面接触角随着NVP含量增大及接触时间的延长而减小;BSA通过物理作用吸附于水凝胶薄膜表面,BSA吸附量随时间延长及吸附液初始浓度升高而增大;随着共聚物中NVP含量的增大,BSA吸附量增大,而释放量减小;脱水试验表明水凝胶薄膜的脱水速率随NVP及交联剂含量的增大而减小.     

甲基丙烯酸-2-羟基乙酯-co-N-乙烯-2-吡咯烷酮水凝胶结构及溶胀行为研究

为探讨甲基丙烯酸-2-羟基乙酯（HEMA）-co-N-乙烯-2-吡咯烷酮（NVP）共聚物水凝胶薄膜的溶胀性能,以2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮（1173）为光引发剂,二乙二醇甲基丙烯酸酯（DEGDMA）为交联剂,用紫外灯在室温下合成不同配比的HEMA-co-NVP共聚物薄膜。FTIR证实了共聚反应,热重（TG）测试显示薄膜结构中易分解的组分含量随着单体NVP含量的增加而增加。共聚物溶胀实验结果表明：随着交联剂含量的增加,水凝胶平衡溶胀率（EWC）下降;随着单体NVP含量的增加,材料的EWC上升,共聚水凝胶的溶胀过程趋于Case-Ⅲ型;随着温度的升高,材料的EWC降低,溶胀过程趋向Fick溶胀。     

单体组成对水凝胶接触镜材料结构的影响

以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、N乙烯吡咯烷酮(NVP)、丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸乙酯(EMA)或者甲基丙烯酸丁酯(BMA)为原料,采用本体共聚法制备水凝胶角膜接触镜材料。采用环境扫描电子显微镜(ESEM)研究各单体对水凝胶结构的影响,结果表明,在溶胀状态下,HEMA的均聚物水凝胶结构均匀,而HEMA与NVP共聚物水凝胶在微米层次上出现含水量不均;在脱水状态下,HEMA的均聚物以及HEMA与NVP共聚物表现出均匀的结构,HEMA与AM共聚物呈纤维状,而HEMA、NVP与MMA、EMA或者BMA共聚物均出现微米级塌缩。     

高分子水凝胶材料研究进展

综述了高分子水凝胶材料的制备方法及应用研究进展，概述了当前的研究热点，并展望了高分子水凝胶材料今后的发展。     

N-异丙基丙烯酰胺对软接触镜材料性能的影响

以0.2%的2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮(1173)为引发剂,0.5%的二乙二醇甲基丙烯酸酯(EGDM A)为交联剂,常温下用紫外灯合成了N-异丙基丙烯酰胺(N IPAm)/甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEM A)/N-乙烯吡咯烷酮(NVP)三元共聚物;与相同条件下合成的HEM A/NVP共聚物进行了试验对比。凝胶在水中的溶胀实验证明,含N IPAm的三元共聚物溶胀率对温度的敏感性强于HEM A-NVP共聚物;傅立叶红外光谱与热重测试显示了两种材料的结构差异。