聚(N-异丙基丙烯酰胺)聚丙烯酰胺无机有机互穿网络水凝胶的制备及表征.pdf
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第5期 高分子学报 No.5
2009年5月 ACTAPOIJMERICASINICA May,2009
聚(Ⅳ.异丙基丙烯酰胺)/聚丙烯酰胺无机/有机
互穿网络水凝胶的制备及表征+
李 彪 姜永梅 刘 洋 武永涛 任怀银 朱苞蕾 朱美芳”
(东华大学纤维材料改性国家重点实验室 上海201620)
擒 要通过紫外引发聚合方法制备了无机交联的聚(JI、r.异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm),有机交联的聚丙烯酰
温(50℃)时的退溶胀性能;利用DMA和DSC分别研究了凝胶的储能模量随温度的变化及热相转变行为.研究
表明,该IPN凝胶具有温度敏感性;与未互穿的无机交联PNIPAAm凝胶相比,IPN凝胶具有多孔的网络结构和
超快的响应速率,如10min内失去90%的水;其储能模量增加了3—4倍,相转变行为变弱。而最低临界溶解温
度(Lc卵)提高了1.4℃.
应
智能水凝胶是指能对外界的环境刺激(如温 网络,但其均采用同一种有机交联剂交联
度)产生有效响应(如相、形状)的软物质材料.聚
(Ⅳ.异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)水凝胶因其高分交联的PNIPAAm水凝胶内引入有机交联的第二
子侧链上同时含有亲水性的酰胺基和疏水性的异 网络,形成无机/有机交联的IPN水凝胶,以显著
丙基,在温度变化时会发生亲水/疏水的转变而具 提高无机交联PNIPAAm凝胶的响应性能,然而有
有温度敏感性.此类水凝胶具有最低临界溶解温 关这类无机/有机交联的IPN水凝胶的研究尚鲜
度(LCST),约32℃…,在该温度附近,其性质会产见报道.本文首先利用焦磷酸钠改性的黏土作为
生一系列可逆的变化,如体积、透明度、力学性能、 无机交联剂,采用紫外辐照引发聚合的方法制备
表面能等,这主要是因在LCST附近PNIPAAm分了PNIPAAm水凝胶,然后采用紫外辐照引发法再
子链的构象变化所致怛Jo.PNIPAAm水凝胶的这次聚合,在PNIPAAm水凝胶内引入Ⅳ,JI、r7.亚甲基
些热可逆行为在医药方面得到了越来越多的研 双丙烯酰胺有机交联的PAAm形成第二网络,制
究H“0|,但是它们的许多其它潜在应用却因力学 得了IPN水凝胶;将IPN水凝胶与未互穿的无机
强度低和响应时间长而受到限制.在改善凝胶力 交联PNIPAAm水凝胶在高温下的退溶胀性能,内
学性能方面,我们曾报道了采用焦磷酸钠改性的 部形貌,以及动态力学性能(储能模量)随温度的
黏土作为无机交联剂,代替传统有机交联剂(N, 变化和相转变行为等方面进行了比较.
Ⅳ7.亚甲基双丙烯酰胺)原位聚合制备PNIPAAm
1 实验部分
纳米复合水凝胶,该凝胶具有极好的力学性能,但
其响应性较差,25℃下吸水平衡需要数天¨¨.而 1.1原料与试剂
XLS,质量分数为
提高凝胶响应速度的主要方法有共聚法¨引,成孔 无机黏土(锂皂石Laponite
法¨引,用盐酸或热进行预处理u制,以及形成互穿
Na4
network,IPN)Ⅲo.其中互
网络结构(interpenetrating
穿网络技术有望在保证PNIPAAm凝胶的一定力
(NIPAAm),国药集团化学试剂有限公司,化学纯;
学性能的前提下提高其响应速度¨1.曾有文献报 丙烯酰胺(AAm),国药集团化学试剂有限公司,化
学纯;N,N7.亚甲基双丙烯酰胺(MBAAm),国药集
道过PNIPAAm和聚丙烯酰胺(PAAm)互穿聚合物
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