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在智能高分子材料领域,以N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)为单体制备的环境敏感性凝胶日益成为研究的热点。PNIPA凝胶化学结构中同时具有亲水性和疏水性基团,在33℃存在可逆的非连续体积相转变,该温度称为低临界溶解温度(Lower Critical SolutionTemperature, LCST)。凝胶相转变的响应速率是评价其性能的重要参数之一,而传统方法合成的PNIPA凝胶响应速率都较慢。考虑到某些特殊应用,如人工肌肉、生物传感器等,提高凝胶响应速率的研究具有重要的意义。本文首先以两种粒径(0.1mm,3μm)的二氧化硅(SiO2)颗粒为致孔剂,经自由基聚合制备了PNIPA凝胶/致孔剂的复合体,对复合体进行充分的酸处理,可使致孔剂完全溶解,无需其它复杂的手段即得到多孔的PNIPA凝胶。用差示扫描量热仪(DSC)对一系列多孔凝胶的相转变温度进行了表征,均在33℃左右。通过扫描电镜(SEM)观察到多孔凝胶表面具有不同程度的孔洞结构。探讨了各反应因素对凝胶溶胀性能的影响,发现致孔剂的种类及用量对凝胶的溶胀率影响较大;相对于无孔凝胶,多孔凝胶的退胀及再溶胀都具有更快的响应速率。通过引入具有可离子化基团的共聚单体丙烯酸,以粒径3μm的SiO2颗粒为致孔剂,制备了具有温度、pH值双重敏感的多孔P(NIPA-co-AA)共聚凝胶。研究了不同预溶胀历史条件下共聚凝胶的再溶胀动力学。不同溶胀历史对相同共聚组成的P(NIPA-co-AA)凝胶的平衡溶胀率没有影响,但酸性预溶胀的中性再溶胀过程既不符合一级动力学,也不符合二级动力学,而可能是几个连续或协同过程共同作用的结果,其一是一个具有较小速率常数的一级动力学过程,另一为具有两个速率常数的完全的自动加速过程。中性预溶胀的酸性再溶胀出现了明显的Over-shooting (拐点效应),整个过程由两个溶胀-退胀过程组成。研究表明,两种相反溶胀历史下凝胶的溶胀动力学都缘于氢键的作用,其一是氢键动态的解离,另一为氢键动态的形成。以不同分子量的水溶性高分子聚乙二醇(PEG)为广义的致孔剂,制备了多孔的P(NIPA-co-AA)共聚凝胶。通过LLS研究了PEG在反应介质中的聚集状态,探讨了其致孔机理,选定以分子量6000的PEG为较为理想的致孔剂。研究发现,凝胶/致孔剂的复合体仅通过在去离子水中的充分浸渍并不能完全洗去PEG-6000,结合LLS的表征结果,采用将复合体浸渍于pH=9的碱性缓冲液中可使凝胶网络进一步伸展,水分子进入凝胶将残留的致孔剂完全洗去。SEM的观察结果显示凝胶中有非常规则的多孔结构。对该多孔凝胶的温敏性及pH敏感性退胀动力学的研究表明,其pH退胀过程类似于一种脉冲式的释放过程,在药物缓释的初步研究中也证实了该过程的存在,该类凝胶在某些特殊药物的控制释放领域有着潜在的应用前景。