絲素蛋白纖維-聚N-異丙基丙烯酰胺復(fù)合水凝膠的制備及性能研究.pdf

1、聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)水凝膠是一種近期研究較為廣泛的溫度敏感性智能材料，其低臨界溶解溫度(LCST)為32℃左右，當(dāng)溫度低于32℃時(shí)，PNIPAAm分子鏈呈親水結(jié)構(gòu)，水凝膠吸水溶脹，當(dāng)溫度高于32℃時(shí)，PNIPAAm分子鏈由親水結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成疏水結(jié)構(gòu)，并且疏水基團(tuán)發(fā)生締合，導(dǎo)致水分子被排出，水凝膠體積迅速收縮減小，基于這個(gè)特點(diǎn)，PNIPAAm水凝膠受到極大地關(guān)注并應(yīng)用在許多領(lǐng)域。
　　 傳統(tǒng)PNIPAAm水凝膠力學(xué)性

2、能差，易破碎，而且收縮時(shí)容易形成表皮層，導(dǎo)致響應(yīng)速率變慢，因此PNIPAAm水凝膠在實(shí)際應(yīng)用中存在一定局限性。近期不斷涌現(xiàn)關(guān)于改善PNIPAAm水凝膠力學(xué)性能及提高對(duì)溫度的響應(yīng)速率方面的報(bào)道。本文試圖利用絲素蛋白纖維改善傳統(tǒng)PNIPAAm水凝膠上達(dá)缺陷，即以絲素蛋白纖維為添加材料，制備了絲素蛋白纖維/聚N-異丙基丙烯酰胺復(fù)合水凝膠，考察絲素蛋白纖維的分散效果和復(fù)合水凝膠力學(xué)性能，研究復(fù)合水凝膠溫度響應(yīng)及反復(fù)溶脹/收縮性能，還評(píng)價(jià)了其對(duì)醋

3、酸氯己定的控釋效果。
　　 結(jié)果表明，無(wú)論是增加絲素蛋白纖維的長(zhǎng)度或添加量，都會(huì)使其在復(fù)合水凝膠中分散效果變差，但復(fù)合水凝膠的力學(xué)性能隨著絲素蛋白纖維長(zhǎng)度和添加量的增加而得以改善。由于長(zhǎng)度為2mm的絲素蛋白纖維分散效果較好，因此本文重點(diǎn)研究了長(zhǎng)度為2mm的絲素蛋白纖維對(duì)PNIPAAm水凝膠溶脹和溫度響應(yīng)性能的影響。溶脹初期，復(fù)合水凝膠中絲素蛋白纖維含量越高，溶脹速率越快。收縮實(shí)驗(yàn)中，由于處在復(fù)合水凝膠表面的絲素蛋白纖維與水凝膠之

4、間形成空隙，類似人體皮膚毛孔結(jié)構(gòu)，當(dāng)體系收縮時(shí)可以作為輸水通道有利于水分子的排出，因此提高了復(fù)合水凝膠對(duì)溫度的響應(yīng)速率，但當(dāng)絲素蛋白纖維含量增加時(shí)，處在體系內(nèi)部的纖維對(duì)體系收縮起到物理限制作用，因此收縮速率有所減緩。反復(fù)溶脹/收縮實(shí)驗(yàn)中，這種輸水通道也起到至關(guān)重要的作用，絲素蛋白纖維含量越高，反復(fù)溶脹/收縮重現(xiàn)性好，持水率變化幅度大。此外，藥物控釋實(shí)驗(yàn)中，復(fù)合水凝膠在37℃時(shí)，醋酸氯己定釋放量要大于20℃時(shí)，絲素蛋白纖維含量為0.5％時(shí)