聚合物水凝胶研究进展.pdf

《聚合物水凝胶研究进展.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2014年3月聚合物水凝胶研究进展9聚合物水凝胶研究进展汪利斌邹庆鹏张鸿里邢跃鹏(南昌航空大学，材料科学与工程学院，江西南昌330063)摘要：高分子水凝胶材料为一类能迅速吸收及并保持大量水分而又不溶于水的低交联度材料，具有高分子三维网络结构，是一类集吸水、保水、缓释于一体并且发展迅速的功能高分子材料。其应用已渗入到农、林、牧、园艺、沙漠防治、医疗卫生、生物医药、建筑、石油化工、El用化工、食品、电子和环保等各个领域，并仍在向更广阔的应用领域拓展。对其环境敏感性行为的研究、发展和应用具有不可估量的前途，本文简要综述了聚合物水凝胶近年研究进展。关键词：水凝胶聚合物应用1前

2、言水的吸附，而是毛细管吸附与扩张作用、化学与物理吸水凝胶可以定义为在水中溶胀并保持大量水分而附作用等协同作用的结果，其中物理吸附占主导作用，不溶解的聚合物，亲水小分子能够在水凝胶中扩散。水凝胶交联网络内外的渗透压差是其吸水膨胀的关键水凝胶具有良好的生物相容性，与疏水聚合物相比，被因素。固定化的酶或细胞只有较弱的相互作用，固定在水凝2．2水凝胶制备方法胶中生物分子的活性能够保持较长时间。因此，水凝目前水凝胶的聚合方法有溶液法、反相悬浮法、反胶在生物化学、医学等领域有许多用途⋯。相乳液法、分散聚合法、单体交联聚合和接枝共聚等。根据水凝胶对外界刺激的应答情况，水凝胶可分引发方

3、式除化学引发外，还有射线辐射引发、光引发、为两大类：(1)。传统的”水凝胶，这类水凝胶对环境的等离子体引发等，后几种引发方式由于未加化学引发变化如温度和pH的变化不敏感；(2)“环境敏感的”水剂，所制得的体系较为纯净。凝胶，这类水凝胶在相当广的程度上对诸如温度或pH2．2．1溶液法等的变化所引起的刺激有不同程度的响应【2】。“传统将单体溶于水中形成溶液，在适当的引发条件下的”水凝胶是人们80年代中期以前研究的热门，而“环引发反应，在一定温度下反应一定时间后，出料，得到境敏感的”水凝胶则是人们从1985年以来最为感兴趣凝胶状弹性体，经切碎、烘干、粉碎、筛分等工序即可得的课

4、题。到产品。溶液法具有实施方法简单、体系纯净、交联结此外，人们还对具有以下性质的水凝胶特别感兴构均匀且不存在有机溶剂的使用及回收问题等优点。趣：(1)能够在体内环境被分解的水凝胶，如在体内的但溶液法还存在一些不足，如：反应过程中粘度增大，弱碱性条件下可被融蚀的水凝胶【3]、能够被酶分解的反应热难以排出；单体浓度低，设备利用率低和生产能水凝胶’；(2)能以离子交换形式释放蛋白质的水凝力低；体系含水量较大，产品的后处理工序所需能量较胶；(3)具有“记忆”的水凝胶等。虽然人们研究大等。的水凝胶种类繁多，但最终目的是希望水凝胶在实际2．2．2反相悬浮法应用中按不同的目的和要求发

5、挥作用，近年来，随着信反相悬浮法是以油类为分散介质，单体的水溶液息、生命、环境、航空航天等领域科学技术的飞速发展，为分散相，引发剂溶解在水相中进行聚合的一种聚合人们对材料性能的要求越来趱高。因此，一批性能特方法。该体系一般包括单体、分散介质、分散剂、水溶异的功能材料相继问世，高分子水凝胶材料就是其中性引发剂四个基本组成部分。反相悬浮法具有反应散的一类。热快、控温比溶液法容易，产品分子量比溶液聚合高，2水凝胶吸水机理与制备方法杂质含量比乳液聚合产品低，以及所得粒状产品不需2．1水凝胶吸水机理粉碎工序等特点。该方法在制备聚丙烯酸钠商吸水树高分子水凝胶材料的膨胀不纯粹是毛细管

6、作用对脂中被广泛采用。但反相悬浮法也存在一些不足，如10江西化工2014年第1期较难获得稳定的反应体系，反应中容易结块、粘壁、所离子体激化原子或化学催化游离基等，其中电离辐射得产品不如溶液法纯净筹，且存在有机溶剂的使用、回技术是最常采用的产生载体表面自由基的一种技术。收及污染等问题。2．2．7化学法和辐射法2．2．3反相乳液法化学法又分乳液法、反相乳液法等。辐射法可分将分散介质(油相)加到反应器中，再加入一定量为紫外光和射线辐射法等。N．Acart91在真空中用的乳化剂达到其临界胶束浓度，充分搅拌，使乳化剂溶-y射线辐照的方法制备了聚2一乙烯基吡啶水凝胶并解并搅拌均匀，

7、加热到反应温度，然后将单体滴加到反讨论了辐射对凝胶的玻璃化温度和交联点间分子量的应器中形成稳定的乳液，同时滴加引发剂引发反应。影响。MSenl10等用射线辐照的方法制备了聚N一一定时间后停止反应，破乳，得到含水量较低的浆料，乙烯基一2一吡咯烷酮衣康酸水凝胶。FlemmingM[】IJ经过一系列的后处理工序得到粉末状的产品。反相乳等用紫外光辐照引发自由基溶液共聚的方法合成了具液法具有聚合速率快，产物分子量高等特点，但也存在有良好缓释功能的生物材料聚甲基丙烯酸乙烯基乙二反相悬浮法存在的缺点。在实际应用中，用反相乳液醇酯水凝胶。Jennifer