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1、第一部分水凝胶简介提纲CrosslinkedPolymerHydrogelSynthesisExpansionofaHydrogelstructureSwellingForcesinHydrogelsSwellingMechanismWaterinHydrogelsHydrogelsPropertiesHydrogelsCharacterizationSummaryCrosslinkedPolymerCrosslinkedPolymers举例接触镜Poly(methylmethacrylate)andpoly(hydroxyethylmethacrylate)arecrosslinkedwit
2、hethyleneglycoldimethacrylateHydrogelsynthesisWhilehydrogelsaregenerallypreparedbasedonhydrophilicmonomers,hydrophobicmonomersaresometimesusedinhydrogelspreparationinordertoregulatethepropertiesforspecificapplications.Ingeneral,thethreeintegralpartsofthehydrogelssynthesisaremonomer,initiator,andcros
3、slinker.Sometimes,diluentareneeded.Thehydrogelspropertiescanbemodulatedbyvaryingthesyntheticfactors,suchasreactionvessel,reactiontime,reactiontemperature,monomertype,typeofcrosslinker,crosslinker-to-monomerratio,monomerconcentration,andtypeandamountofinitiator除单体制备水凝胶之外的其他合成方法原理：水凝胶结构的扩张溶胶转变为凝胶的过程通过
4、物理作用——氢键(聚乙烯醇)、离子键等Monomers,suchasN-isopropylacrylamide,thatcontainhydrophobicgroups,inaqueoussolutions,aggregateatcertaintemperatures,displayingahydrosol/hydrogelstransition.聚丙烯酰胺与聚丙烯酸共混可形成水凝胶，原因是两者之间的官能团相互作用。水溶胶高分子可能与金属离子相互作用形成凝胶天然水溶性高分子如海藻酸、壳聚糖可分别与钙离子、磷酸根形成水凝胶聚阳离子电解质与聚阴离子电解质相互作用也可形成水凝胶，如海藻酸—COOH与
5、壳聚糖—NH2相互作用可形成水凝胶高分子链的聚合是另外一种水凝胶的制备方法例如：琼脂与明胶随着温度的改变存在溶胶-凝胶转变。SwellingForcesinHydrogels两类力的平衡静电排斥+高分子与水的作用力+离子电荷的渗透作用=弹性力水凝胶可以分为非离子型、离子型(阳离子型、阴离子型、两性离子型)与亲水性骨架上修饰疏水基团型非离子型水凝胶,如聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯(聚环氧乙烷)，仅仅存在高分子-水相互作用阳离子型水凝胶在低pH下更易溶胀阴离子型水凝胶在高pH下更易溶胀两性离子型水凝胶在等电点位置不易溶胀对于亲水性骨架上修饰疏水基团的高分子材料，其亲水作用与疏水作用在不同温度下作用不
6、同，因此，在一定温度下这类高分子材料可以形成凝胶。不同种类水凝胶结构有时仅仅一种类型的水凝胶是不能满足需要的，因此需多种水凝胶共混形成合金，例如溶胀性强的水凝胶力学性能差，可以添加力学性能好，但溶胀性差的高分子改性。Swellingmechanism水凝胶的吸水性能与许多因素有关：networkparameters,natureofthesolution,hydrogelstructures(porousorporeless)&dryingtechniques最重要的一个影响因素是交联密度，即交联剂的有效浓度。水进入高分子体系中的过程为两步，第一步:溶剂进入高分子体系中；第二步：高分子链段的运
7、动对于交联密度高的高分子凝胶，溶剂的扩散是第一步的，也是最主要的。Inotherwords,ahighlycrosslinkedhydrogelsbehaveslikeametalmeshwhichallowsaconstantamountofwatertocontinuouslypass.waterinhydrogels水凝胶体系中四种类型的水最外层——自由水，在温和条件下最易被除去间隙水——不
