具有多重響應性的可降解聚合物凝膠的制備及性能研究.pdf

1、化學凝膠是一種交聯(lián)的高分子材料。它們是由共價鍵或者動態(tài)可逆共價鍵連接的聚合物鏈，形成的三維網(wǎng)絡結構，能夠在有機溶劑或者水中溶脹，但是不能夠溶解?；瘜W凝膠材料已經(jīng)在藥物負載與輸送、生物組織工程材料等眾多領域，顯示出重要的應用前景并逐漸開始轉向人造器官等更高級的應用發(fā)展。但是在應用過程中，凝膠交聯(lián)結構的自修復性和降解性也是非常重要的性能。而對于自修復凝膠的研究，不但可以模擬生命體的修復過程，還有可能揭示生命體的自我修復的奧秘。于此同時，如果

2、能夠在溫和條件下降解的交聯(lián)結構則可以消除由其帶來的副作用，進一步提高其應用的安全性，擴大其應用范圍。
　　基于以上思路，本論文主要研究了(一)弱堿性條件下可降解的聚合物凝膠；(二)具有溫度響應性的自修復水凝膠、(三)具有多重響應性及降解特性的自修復凝膠。
　　1.通過三嵌段共聚物的本體自組裝和胺交聯(lián)，制備出以PtBA為連續(xù)相，PGMA為球狀分散相的材料。然后在有機溶劑中溶脹，得到以酚酯鍵連接的化學交聯(lián)凝膠。通過自由基共聚合方

3、法，由 tBA和含有酚酯鍵的雙官能團單體對苯二酚二丙烯酸酯(HDA)共聚制備了具有酚酯交聯(lián)的原位聚合凝膠。以上制備的兩種化學凝膠，能夠在NaHCO3甲醇溶液中降解為分散的納米球和線性 PtBA。并且能夠被 CF3COOH溶液有效地水解為 PAA水凝膠。這種水凝膠能夠在 NaHCO3水溶液中被有效降解，得到分散的納米球和線性PAA?；谝陨辖Y果證實，酚酯鍵對NaHCO3甲醇溶液和NaHCO3水溶液十分敏感。但是在溫和的酸性條件和中性條件下

4、卻十分穩(wěn)定。本研究提供了一種制備在溫和條件下有效降解的化學交聯(lián)凝膠的方法。這種溫和條件下可降解的凝膠材料在藥物負載與輸送和生物友好的一次性材料領域有潛在應用。
　　2.由 N-異丙基丙烯酰氨與丙烯酰肼的共聚物和 PEO二醛作為交聯(lián)劑，制備了具有溫度響應性和自修復性的水凝膠。在沒有任何外界刺激和催化劑條件下，通過動態(tài)酰腙鍵的形成與交換可以實現(xiàn)水凝膠的形成和自修復。除了在醋酸和苯氨催化作用下的自修復性和對 pH值的凝膠-溶膠-凝膠轉變

5、行為外，還具有在過量的酰肼基團存在條件下激發(fā)的自修復特性。并且由于聚合物的PNIPAM鏈段具有溫度響應性，致使聚合物凝膠同樣具有溫度響應性?？梢酝ㄟ^調節(jié)酰肼組分的過量比，使水凝膠的響應溫度在人體溫度附近。因為在水凝膠的形成和自修復過程中不受催化劑的干擾，這種由生物相容性聚合物制備的水凝膠，可用于生物技術等領域且具有優(yōu)異的持久性。
　　3.通過設計合成制備了由堿敏的酯鍵連接苯甲醛側基的P(N-異丙基丙烯酰胺-4-甲酰基苯基丙烯酸酯)

6、P(NIPAM-co-FPA)共聚物。在沒有外加催化劑的情況下，用 PEO二酰肼作交聯(lián)劑，制備具有自修復性能的聚合物凝膠。這種自修復凝膠不用擔心催化劑的毒性和流失，確保了凝膠更好的應用性和耐久性。結果表明，作為催化劑的醋酸可以加速凝膠形成的速率，但不是進行自修復反應的關鍵因素。雖然凝膠可以自催化形成，但自修復性能取決于交聯(lián)密度。聚合物凝膠的自修復性能隨著交聯(lián)密度的降低而改善。交聯(lián)密度的降低可以通過降低聚合物中的FPA組分含量、增加交聯(lián)劑