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水凝胶具有交联网络结构,能够吸收大量的水膨胀而不溶解。孔隙是决定水凝胶性能的关键。因此,制备具有可控三维结构、均匀孔径尺寸以及良好孔间连通性的多孔水凝胶是目前研究的热点。多孔水凝胶作为具有快速膨胀和高吸水性能的新型材料,在传统农业、组织工程、生物医药等领域有着极大的应用价值。海藻酸是由聚α-L-古罗糖醛酸（G）和聚β-D-甘露糖醛酸（M）交替组成的线性嵌段共聚物,广泛来源于褐藻及海带等天然原料。同时,结构中含有大量羧酸与羟基,可与功能性单体合成超吸水性聚合物,因其优异的亲水性广泛应用于药物载体领域。本论文旨在合成系列pH敏感性海藻酸复合水凝胶,进一步研究该复合水凝胶的溶胀性、pH敏感性、蛋白质负载与释放性能。为开发具有良好药物缓释性能的环境友好高分子材料奠定基础。本论文主要由四部分构成。第一章主要介绍了海藻酸高分子水凝胶的制备及其应用研究进展。首先,我们对水凝胶的分类、制备方法及其应用进行了全面的介绍和综述。其次,详细介绍了海藻酸钠的结构、改性、及海藻酸复合水凝胶的制备。最后,综述了海藻酸复合水凝胶作为药物控释载体、3D打印、组织工程支架和酶固定等材料的应用研究进展。第二章以丙烯酸（AA）为单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺（BIS）为交联剂,过硫酸铵（APS）为引发剂,在海藻酸钠水溶液中采用溶液聚合技术制备了海藻酸/聚丙烯酸复合水凝胶（APCGs）。考察了AA投加量对水凝胶网络结构的影响,通过FT-IR和SEM等手段对APCGs的结构进行表征。结果表明,实现了APCGs开/闭孔网络结构,孔径大约在0.8-1.0μm。进一步研究了APCGs的吸水性能,其最大溶胀度可以达到180 g/g,并表现出良好的pH敏感性。同时,以牛血清白蛋白（BSA）作为生物大分子药物模型,考察了APCGs对BSA的负载性能。BSA浓度为4 mg/mL时,APCGs最高载药量为0.48g/g。探索了BSA在模拟人体给药环境中的释放行为,在模拟肠液（pH 7.5）中,BSA累积释放率为70%,表现出良好的药物缓释能力;而在模拟胃液（pH 1.2）中,累积释放率低于5%,几乎不释放。第三章加入致孔剂碳酸氢钠（NaHCO3）制备海藻酸/聚丙烯酸复合水凝胶（G-APCGs）。NaHCO3在酸性环境下迅速产生大量CO2气体,在聚合过程中将CO2气体包裹于G-APCGs三维网络结构内,达到致孔目的。同时,加入四甲基乙二胺（TEMED）加速凝胶的形成。通过控制AA、NaHCO3投加量,实现了G-APCGs开/闭孔网络结构,孔径尺寸在13-15μm左右,较APCGs增大了15倍。G-APCGs在水相中实现了更短的溶胀平衡时间和更大的溶胀度,最大溶胀度为420 g/g,较APCGs提高了200倍。G-APCGs对BSA的负载量为0.34 g/g。另外,在模拟肠液（pH 7.5）环境中,BSA累积释放率可达到85%,较APCGs提高了15%;而在模拟胃液（pH 1.2）环境中,BSA累积释放率仅为7%。第四章以阴离子表面活性剂正十二烷基硫酸钠（SDS）、阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺（CTAB）、非离子型表面活性剂吐温20为成模剂。通过胶束模板法制备海藻酸/聚丙烯酸复合水凝胶（T-APCGs）。表面活性剂溶于水后,自组装形成胶束,作为成孔的模板,形成多孔水凝胶。考察了表面活性剂种类和投加量对T-APCGs网络结构的影响。通过控制SDS投加量,得到T-APCGs网络结构孔径大约在21-23μm,较APCGs增大了23倍。T-APCGs溶胀度较APCGs有所提高,最高可以达到197 g/g。同时,T-APCGs最大载药量为0.19 g/g。在模拟肠液（pH 7.5）中BSA累积释放率可达到95%,较APCGs提高了25%;而在模拟胃液（pH 1.2）中BSA累积释放率低于10%,表现出良好的药物缓释载体能力。本文以天然高分子海藻酸钠为原料,采用致孔剂法、模板法成功制备了系列海藻酸高分子复合水凝胶。通过控制单体、致孔剂、表面活性剂的投加量,实现了对复合水凝胶微观结构和孔径尺寸的调控。得到了具有更高吸水率的复合水凝胶。同时,模拟人体环境,探究BSA的负载与控制释放能力。为下一步制备新型吸水保水材料和智能药物缓释载体提供了理论基础。