水凝胶作为一种在溶液中能够溶胀而不溶解的聚合物,受到了越来越多的关注,成为聚合物研究领域的热点。有别于传统的水凝胶,智能水凝胶能够对外界刺激如pH,温度,离子强度,电场强度等做出快速反应,可以应用于药物控制释放,组织支架,化学转换器和金属离子的吸附等领域。生物质基智能水凝胶具有良好的生物相容性和可降解性,具有广阔的应用前景。在智能水凝胶中,由具有互穿网络结构(IPN)的水凝胶各聚合物拥有相对独立的属性,可拥有多重响应性,能够同时对多种刺激做出响应,正在成为智能水凝胶的发展趋势。本文通过传统碱法从农业废弃物-玉米芯中提取半纤维素,分离得到水溶性半纤维素组分。选用具有pH响应特性的功能单体4-乙烯吡啶与该水溶性半纤维素进行接枝共聚,制备出具有pH响应特性的半纤维素改性产物。研究了接枝共聚反应条件,如引发剂用量、反应温度、反应时间以及单体加入量对产物结构、接枝率、接枝效率以及pH响应性的影响。温敏性的PVA的制备,则通过加入不同量的乙醛在酸性介质中对PVA进行缩醛化改性,制备出具有不同低临界溶解温度(LCST)的缩醛化产物。然后将上述半纤维素接枝共聚物与经缩醛化反应制备的温敏性聚乙烯醇(PVA)改性产物通过溶液共混,以戊二醛为交联剂制备具有半互穿网络结构的多重响应性的复合水凝胶。重量法表征该系列复合水凝胶的形态结构、化学结构以及在不同温度和pH环境中溶胀行为。研究结果表明,该系列水凝胶具有明显的网络结构,并且呈现良好的pH和温度响应特性。研究中,还考察了该复合水凝胶对金属离子的吸附行为和模型药物茶碱的控制释放行为,研究结果显示,该复合水凝胶对金属离子具有良好的吸附性能;对模型药物具有良好的可控性。