智能水凝胶研究进展.pdf

化学工程师
m 220 No
Chemical Engineer
2014年第01期
文章编号:1002-1124(12014)01-0033-04
综
智能水凝胶研究进展
赵志桩,王法,张晓F阳1,武梦源1,王彬2,李海燕
(1.东北石油大学化学化工学院石油与天然气化工省点实验室,黑龙江大庆163318
2.辽河油田茨榆坨釆油厂集输大队,辽宁沈阳110200)
摘要:作为一种智能高分子材料,智能水凝胶具有良好的应用前景,本文重点介绍了刺激响应型智能
水凝胶、高强智能水凝胶及自愈合智能水凝胶的结构特征、性能特点及研究现状,并对智能水凝胶的未来发
展进行了展望。
关键词智能水凝胶;刺激响应;高强;自愈合
中图分类号:0631
文献标识码:A
Research progress of inteligent hydrogel
ZHAO Zhi-zhuang', WANG Fa, ZHANG Xiao-yang, WU Meng-yuan, WANG Bin, L Hai-yan
(1. Provincial Key Laboratory of Oil & Gas Chemical Technology, School of Chemistry&Chemical Engineering, Northeast
Petroleum University, Daqing 163318, China; 2.Oil Gas Gathering Unit, Ciyutuo Oil Production Factory, Petrochina Liaohe
Oilfield Company, Shenyang 110200, China
Abstract: As a smart polymer materials, intelligent hydrogels have good application prospects. Stimulative re-
sponsibility hydrogel, high strength hydrogel and self-healing hydrogel are introduced in this paper. Their structure
characteristics performance characteristics and research status are summarized. The future developments of intelli
gent hydrogels are proposed
Key words: intelligent hydrogels; stimulative responsibility; high strength; self-healing
智能凝胶的概念始于1975年,麻省理工大学的pH值敏感型水凝胶、温敏、光敏性水凝胶做简单
的科研学者在透明的聚丙烯凝胶冷却过程中发现介绍
随温度降低凝胶材料会逐渐变得模糊,最后到不透1.1pH值敏感型水凝胶
明,而升高温度后又恢复至透明状态,这种聚合物
pH值敏感型水凝胶特征在于凝胶中含有易水
结构中网状结构随温度而发生的相转变,让人们最解或质子化的酸碱官能团,这些官能团如羧基、氨
早认识到了智能凝胶的存在,在随后的几十年里,基等的解离受外界pH值的影响,pH值变化使基团
围绕着智能凝胶这一概念,科研学者们开展了大量的解离程度改变,内外离子浓度发生改变,此外,基
的相关研究。智能水凝胶是一类能够对外界刺激产团的解离会破坏凝胶内相应的氢键,使凝胶网络的
生应答的凝胶体系,由于其优异的理化性质和生物交联点减少,网络结构发生变化,引起凝胶溶胀
学性质使其具有广泛的应用。
李凤娟等2采用接枝共聚法制备胶原/聚乙烯吡咯
烷酮/丙烯酰胺水凝胶,该类凝胶具有明显的pl
1刺激响应型水凝胶
值敏感性。刘延平等3在N-异丙基丙烯酰胺凝胶
骨架上引入亲水性的单体丙烯酸、疏水性单体丙烯
刺激响应型水凝胶是指对外界刺激如温度、离
酸乙酯和丙烯酸丁酯以及海藻酸钠,制备了一系列
子浓度、压力、pH值、光、电、磁场、生物离子等的微
小变化或刺激产生响应的一类水凝胶。目前,对刺P值和温度敏感型水凝胶。
激响应性凝胶的相关报道较多,这里只对研究较多1.2温度敏感型水凝胶
这类凝胶因具有一定的疏水和亲水基团,外界
收稿日期:2013-09-24
温度变化使这些基团疏水作用发生改变,同时也会
基金项目:国家级大学生创新创业训练计刘项目(20121022008)
影响凝胶内部大分子链间的氢键作用,使凝胶结构
作者简介:赵志柱(199-),男,無龙江省七合河人、在读本科生,主要发生改变,体积发生变化。 Lyubarsky等制备了温
研究方向:高分子材料。
敏型聚异丙基丙烯酰胺水凝胶,在凝胶内埋植药
通讯作者:李海痕(190),女,黑龙江哈尔滨人,博士,主要研究方物,该药物可在较高温度下释放出来,可用于治疗
向:智能材料。