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温敏性水凝胶具有温度刺激响应的特性,在外界温度改变至临界温度时,会发生体积相转变,这一特性被广泛应用于药物控释、组织工程等领域。研究其相转变机理,对于合成更优良的水凝胶及其应用具有至关重要的指导性意义。本论文采用近红外光谱法对温敏性水凝胶的相转变机理进行了研究。首先,通过过硫酸铵(APS)引发N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)聚合成功合成了温敏性的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)水凝胶,并采用扫描电镜(SEM)和红外(IR)对其表观形貌和官能基团进行了表征。结果表明,其表面呈现多孔结构,断面分层,充满褶皱。此外,进一步确定了基团在近红外区域的谱带归属。其次,采集了 PNIPAM水溶液和水凝胶变温过程的近红外光谱,并对光谱进行了主成分分析(PCA)、二阶导数分析和多元曲线分辨-交替最小二乘(MCR-ALS)分析,得到N-H、-CH3和-CH2-在升温和降温中的变化规律,并根据MCR-ALS结果分析了相转变的原因,分析结果表明水凝胶在升温和降温过程中发生了可逆的相转变;水凝胶中N-H、-CH3和-CH2-在相转变开始之前就发生变化,且亲水的N-H比疏水的-CH3和-CH2-变化早,变化速度大,-CH3比-CH2-变化的更早,降温过程的相转变是升温过程的逆过程,但是降温过程相对于升温过程,其相转变温度滞后。相转变的原因是升温导致亲水基团与水之间的氢键减弱,以及聚合物链的构象发生coil-globule的转变,相转变温度滞后的原因是在升温过程分子链发生收缩和缠绕,降温过程缠绕没有及时解开。最后,探究了不同条件对相转变温度的影响。结果表明,体系中水含量、PNIPAM分子量对PNIPAM水溶液的相转变温度影响较小;加入NaCl,相转变温度减小;聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酰胺)[P(NIPAM-co-AA)]中随着AA含量的增加,相转变温度不断升高,并且P(NIPAM-co-AA)水凝胶的相转变由原来PNIPAM水凝胶的突变过程变为了渐变过程。