聚N-異丙基丙烯酰胺水凝膠與甲殼素纖維共混體系的制備與性能研究.pdf

1、聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)水凝膠是一種溫度敏感型智能材料，在33℃左右具有一個(gè)可逆的相轉(zhuǎn)變溫度，即低臨界溶解溫度(LCST)。在LCST以下，由于有水分子和PNIPAAm基團(tuán)強(qiáng)的氫鍵作用，水凝膠吸收水分并溶脹。當(dāng)溫度超過LCST時(shí)，由于升溫會(huì)破壞氫鍵而有助力于疏水相互作用，聚合物鏈會(huì)從溶解的線團(tuán)狀態(tài)轉(zhuǎn)變到不溶的小球狀態(tài)，水凝膠失水并劇烈收縮。因此，PNIPAAm水凝膠在藥物控釋、藥物輸送、物質(zhì)分離、免疫分析等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用

2、。但PNIPAAm水凝膠存在兩大缺陷：響應(yīng)速率慢和機(jī)械強(qiáng)度差，導(dǎo)致其在實(shí)際應(yīng)用中存在一定的局限性，因此關(guān)于改善PNIPAAm水凝膠的力學(xué)性能及提高其對(duì)溫度的響應(yīng)速率方面的研究已成為最近的研究熱點(diǎn)。
　　 甲殼素由于具有良好的可生物降解性、抑菌性、止血和止痛、抑制結(jié)疤、促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)，加速傷口創(chuàng)面愈合等功能，因而被廣泛地應(yīng)用在醫(yī)用材料領(lǐng)域。本論文以單體N-異丙基丙烯酰胺(NIPAAm)為原料，N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺(BIS)為交

3、聯(lián)劑，羧甲基纖維素鈉(NaCMC)水溶液為反應(yīng)介質(zhì)，甲殼素纖維為填充材料，采用自由基聚合法制備了聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)/甲殼素纖維復(fù)合水凝膠。研究了不同長(zhǎng)度和不同百分含量的甲殼素纖維在復(fù)合水凝膠中的分散性，以及該復(fù)合水凝膠相應(yīng)的力學(xué)性能，結(jié)果表明：甲殼素纖維長(zhǎng)度為2mm時(shí)，復(fù)合水凝膠的力學(xué)增強(qiáng)效果較為明顯并達(dá)到分散均勻性的要求，在后緒的實(shí)驗(yàn)中均采用含甲殼素纖維長(zhǎng)度為2mm的復(fù)合水凝膠進(jìn)行重點(diǎn)研究。
　　 通過對(duì)復(fù)

4、合水凝膠溶脹度及溶脹動(dòng)力學(xué)的研究表明：溶脹初期，復(fù)合水凝膠的溶脹速率隨著甲殼素纖維含量的提高而增加。溫度越低時(shí)，復(fù)合水凝膠達(dá)到溶脹平衡時(shí)間越長(zhǎng)，甲殼素纖維含量越低，復(fù)合水凝膠的平衡溶脹度越大；溫度越高時(shí)，復(fù)合水凝膠達(dá)到溶脹平衡時(shí)間越短，甲殼素纖維含量越高，復(fù)合水凝膠平衡溶脹度越大。在消溶脹實(shí)驗(yàn)中，由于處在復(fù)合水凝膠表面的甲殼素纖維與水凝膠之間存在空隙，當(dāng)體系收縮時(shí)可以作為輸水通道有利于水分子的排出，因此提高了對(duì)溫度的響應(yīng)速率。在反復(fù)溶脹