海藻酸钠/聚（N-异丙基丙烯酰胺）pH/温度敏感水凝胶的制备及结构与性能的研究

论文题目: 海藻酸钠/聚（N-异丙基丙烯酰胺）pH/温度敏感水凝胶的制备及结构与性能的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 材料学

作者: 张高奇

导师: 梁伯润

关键词: 海藻酸钠,异丙基丙烯酰胺,半互穿网络,温度敏感水凝胶,溶胀动力学,消溶胀动力学,快速响应水凝胶,温敏型两亲性共聚物,水凝胶纳米粒子,氟尿嘧啶,药物缓释

文献来源: 东华大学

发表年度: 2005

论文摘要: 环境敏感性水凝胶(智能水凝胶)在药物控制释放、酶的固定化及生物物质分离提纯等方面有着诱人的应用前景,因而近年来受到普遍关注。目前,无论在学术还是在应用领域,以pH/温度敏感水凝胶的研究尤为活跃。本文从分子设计的角度出发,选用具有优良温敏性的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)及pH敏感的天然高分子海藻酸钠(SA)为基本原料,制备了系列新型pH/温度敏感SA/PNIPAAm水凝胶,系统地研究了这类凝胶的结构对其溶胀、消溶胀性能的影响,进一步提出了改善这类凝胶响应速率的新途径,并对其响应机理进行了探讨,同时对这类凝胶的药物缓释性能进行了初步地研究,取得了以下主要研究结果: 1.采用半互穿聚合物网络技术(semi-IPN)制备了一类新型SA/PNIPAAm半互穿聚合物网络水凝胶,对这类水凝胶的温度及pH敏感行为进行了详细地研究。实验结果表明,在强酸条件下(pH=1.2),SA/PNIPAAm semi-IPN水凝胶溶胀度小于PNIPAAm水凝胶的溶胀度;在弱碱条件下(pH=7.4),结果相反,即SA/PNIPAAm semi-IPN水凝胶溶胀度大于PNIPAAm水凝胶的溶胀度,而且凝胶中SA的含量越高这种趋势表现得越明显。无论在酸性还是碱性条件下,随着温度的升高,SA/PNIPAAm semi-IPN水凝胶都表现出“热缩型”温敏特性。在相转变温度以下,SA/PNIPAAm semi-IPN水凝胶有明显的pH响应性。 2.对SA/PNIPAAm semi-IPN水凝胶在不同条件下的溶胀动力学及消溶胀动力学进行了研究。结果表明,在碱性条件下,SA/PNIPAAm semi-IPN水凝胶的溶胀速率随着SA用量的增加而增大。另外,温度对溶胀速率的影响与pH有关,pH对凝胶溶胀速率的影响与温度有关。用一级动力学方程可以描述SA/PNIPAAm semi-IPN凝胶的消溶胀过程,并且凝胶的消溶胀速率随着凝胶中SA用量的增加而增大。 3.研究了SA分子量及用量对SA/PNIPAAm semi-IPN水凝胶溶胀性能的影响。结果表明,SA分子量增加,SA/PNIPAAm semi-IPN水凝胶的平衡溶胀度增大。在酸性条件下(pH=1.0),SA/PNIPAAm semi-IPN水凝胶的溶胀速率随着SA分子量的增加而降低;在弱碱性条件下(pH=7.4),凝胶的溶胀速率随着SA分子量的增加而增大。SA用量较低时,其分子量的大小对SA/PNIPAAm semi-IPN水凝胶消溶胀速率的影响比较明显。

论文目录:

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 智能水凝胶的研究现状

1.2.1 水凝胶体积相转变的理论基础研究

1.2.2 水凝胶的敏感性机理研究

1.2.3 水凝胶的类型

1.2.4 水凝胶的表征

1.3 智能水凝胶的最新发展

1.3.1 快速响应水凝胶

1.3.2 物理交联水凝胶

1.3.3 互穿网络水凝胶

1.3.4 纳米复合水凝胶

1.4 智能水凝胶的应用

1.4.1 物质分离

1.4.2 药物缓释

1.4.3 组织培养

1.4.4 其它

1.5 本课题的提出及主要研究内容

参考文献

第二章 海藻酸钠/聚(N-异丙基丙烯酰胺)半互穿网络水凝胶的制备及其pH／温度敏感性研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 原料及试剂

2.2.2 SA/PNIPAAm semi-IPN水凝胶的制备

2.2.3 水凝胶的红外分析

2.2.4 水凝胶的形态观察

2.2.5 水凝胶的pH敏感性测定

2.2.6 水凝胶的温度敏感性测定

2.2.7 水凝胶的温度脉冲响应

2.2.8 水凝胶的pH脉冲响应

2.3 结果与讨论

2.3.1 SA/PNIPAAm semi-IPN水凝胶的制备

2.3.2 红外分析

2.3.3 水凝胶的形态观察

2.3.4 水凝胶的温度敏感性

2.3.5 水凝胶的pH敏感性

2.3.6 水凝胶的脉冲响应性

2.4 本章小结

参考文献

第三章 海藻酸钠(SA)／聚 N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)半互穿网络水凝胶的溶胀及消溶胀动力学研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 凝胶试样的制备

3.2.2 水凝胶的LCST测定

3.2.3 水凝胶溶胀动力学测定

3.2.4 水凝胶消溶胀动力学测定

3.3 结果与讨论

3.3.1 DSC分析

3.3.2 凝胶的表面形态

3.3.2.1 SA的用量对水凝胶溶胀速率的影响

3.3.2.2 温度对水凝胶溶胀速率的影响

3.3.2.3 pH对水凝胶溶胀速率的影响

3.3.3 消溶胀动力学研究

3.4 本章小结

参考文献

第四章 SA的分子量及用量对SA／PNIPAAm semi-IPN水凝胶性能的影响

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 原料与试剂

4.2.2 SA的纯化及分子量的测定

4.2.3 低分子量SA的制备：

4.2.4 SA的红外光谱分析

4.2.5 SA／PNIPAAm semi-IPN水凝胶的制备：

4.2.6 扫描电镜(SEM)观察

4.2.7 水凝胶的LCST测定

4.2.8 水凝胶的溶胀动力学

4.2.9 水凝胶的消溶胀动力学

4.3.结果与讨论

4.3.1 红外分析

4.3.2 水凝胶的形态

4.3.3 水凝胶温敏性的DSC分析

4.3.4 温度对semi-IPN水凝胶溶胀度的影响

4.3.5 分子量对semi-IPN水凝胶溶胀动力学的影响

4.3.6 分子量对semi-IPN水凝胶消溶胀动力学的影响

4.4 本章小结

参考文献

第五章 交联PNIPAAm/(SA/PNIPAAm)半互穿网络水凝胶的制备及其性能研究

5.1 引言

5.2 实验部分

5.2.1 原料及试剂

5.2.2 线性PNIPAAm的制备及表征

5.2.3 交联Cr-PNIPAAm/PNIPAAm semi-IPN水凝胶的制备

5.2.4 交联Cr-PNIPAAm/(SA/PNIPAAm)semi-IPN水凝胶的制备

5.2.5 水凝胶溶胀率的测定

5.2.6 水凝胶消溶胀动力学测定

5.2.7 水凝胶的DSC分析

5.2.8 水凝胶的SEM观察

5.3 结果与讨论

5.3.1 水凝胶温敏性分析

5.3.2 温度对水凝胶溶胀度的影响

5.3.3 SA与PNIPAAm的配比对Cr-PNIPAAm/(SA/PNIPAAm)semi-IPN-Ⅱ水凝胶溶胀度的影响

5.3.4 线性PNIPAAm用量对凝胶消溶胀动力学的影响

5.4 本章小结

参考文献

第六章 快速温度敏感型SA/PNIPAAm semi-IPN水凝胶的制备

6.1 引言

6.2 实验部分：

6.2.1 原料及试剂

6.2.2 水凝胶的制备

6.2.3 水凝胶的温敏性测定

6.2.4 水凝胶的消溶胀动力学测定

6.2.5 水凝胶的再溶胀动力学测定

6.2.6 扫描电镜(SEM)观察

6.2.7 水凝胶的DSC分析

6.2.8 水凝胶的小角X射线散射(SAXS)测试

6.3 结果与讨论

6.3.1 水凝胶的表面形态

6.3.2 水凝胶的DSC分析

6.3.3 NaCl浓度对凝胶平衡溶胀度的影响

6.3.4 NaCl浓度对凝胶消溶胀动力学的影响

6.3.5 SA的分子量对凝胶消溶胀动力学的影响

6.3.6 水凝胶的溶胀动力学

6.3.7 快速响应机理探讨

6.4 本章小结

参考文献

第七章 海藻酸钠接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺)(SA-g-PNIPAAm)温敏两亲性共聚物的制备及水凝胶纳米粒子的形成研究

7.1 引言

7.2 实验部分

7.2.1 原料及试剂

7.2.2 PNIPAAm和SA-g-PNIPAAm共聚物的制备及纯化

7.2.3 FTIR光谱测定

7.2.4 NMR测定

7.2.5 SA-g-PNIPAAm共聚物LCST的确定

7.2.6 水凝胶纳米粒子大小和分布测定

7.2.7 原子力显微镜(AFM)观察

7.3 结果与讨论

7.3.1 SA-g-PNIPAAm共聚物的制备及其结构表征

7.3.2 接枝率对共聚物温敏性的影响

7.3.3 溶液的pH对共聚物温敏性的影响

7.3.4 水凝胶纳米粒子的形成

7.4 本章小结

参考文献

第八章 SA/PNIPAAm semi-IPN水凝胶的药物缓释性能的初步研究

8.1 引言

8.2 实验部分

8.2.1 凝胶试样及药物

8.2.2 5-FU的标准工作曲线

8.2.3 药物的包埋

8.2.4 药物体外释放测定

8.3 结果与讨论

8.3.1 SA的用量对药物释放性能的影响

8.3.2 介质的温度对药物释放性能的影响

8.3.3 介质的pH值对药物释放性能的影响

8.3.4 释放机理探讨

8.4 本章小结

参考文献

第九章 全文总结

攻读博士学位期间发表及待发表的论文

获奖情况

致谢

发布时间: 2005-07-08

参考文献

• [1].双重pH响应性阿霉素—丝胶基纳米粒药物运释体系的构建和抑制肿瘤增殖的作用[D]. 胡豆豆.浙江大学2017
• [2].pH响应型聚膦腈水凝胶的制备及其应用研究[D]. 洪挺.北京化工大学2008
• [3].透明质酸低pH区成胶机理研究[D]. 吴胜芳.江南大学2014
• [4].温度-pH敏聚合物脂质体的合成、结构、性质及相行为[D]. 周文婷.华东理工大学2011
• [5].海藻酸钠基pH值和温度敏感性水凝胶的制备及其性能研究[D]. 高春梅.兰州大学2011
• [6].pH响应聚合物及其胶束给药系统：制备和结构性能关系[D]. 杨友强.华南理工大学2012
• [7].可生物降解两亲性聚天冬氨酸衍生物的合成及其pH敏感性研究[D]. 王勇.南开大学2009
• [8].温度/pH双重响应性纳米药物载体的构筑及其性质研究[D]. 吴秋华.辽宁大学2016
• [9].温度和pH值双重敏感的快速响应聚（N，N-二乙基丙烯酰胺-co-丙烯酸）水凝胶的合成及表征[D]. 刘洪亮.兰州大学2010
• [10].近红外pH响应两亲聚合物的合成及其在药物输运中的应用[D]. 傅立轶.中国科学技术大学2016

相关论文

• [1].可注射的生物降解水凝胶[D]. 朱文.复旦大学2005

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