基于動態(tài)硼酸酯鍵交聯(lián)的敏感性水凝膠制備及其性質研究
發(fā)布時間：2021-12-19 11:37
水凝膠是一種由親水性聚合物在水中發(fā)生化學交聯(lián)或物理交聯(lián)后形成的具有三維網絡結構的高分子軟材料。但是通過簡單的合成步驟以及低成本的原料來制備性能優(yōu)異的水凝膠仍具有很大的挑戰(zhàn)。本文基于硼酸與多元醇反應形成的動態(tài)硼酸酯鍵,簡便快捷地制備了兩種敏感性水凝膠,具體的研究內容如下:1.以4-羧基苯硼酸（CPBA）和聚乙烯醇（PVA）為原料,制備了 CPBA-PVA水凝膠。研究了水凝膠的拉伸強度、敏感性、識別能力和三維可打印性。結論如下:CPBA-PVA水凝膠具有pH敏感性和溫度敏感性,當CPBA與PVA的質量比為3:7、4:7、5:7時,臨界轉變溫度分別為45℃、50℃和60℃。CPBA-PVA水凝膠在室溫下具有自愈性,自愈性能最好的是CPBA與PVA質量比為4:7的CPBA-PVA水凝膠。CPBA-PVA水凝膠可以特異性識別Cu2+。CPBA與PVA的質量比為3:7、pH值為7的CPBA-PVA的水凝膠識別Cu2+效果較好,水凝膠識別Cu2+的檢出限為0.0003 mol/L,并且混合離子對識別其中的Cu2+沒有影響。CPBA-PVA水凝膠具有識別糖類的能力,利用水凝膠的溫度輔助糖類敏感性,對濃...
【文章來源】：遼寧大學遼寧省 211工程院校
【文章頁數】：83 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
動態(tài)硼酸酯鍵的形成及自愈性能
與人體軟組織相似的結構和含水量，近年來3D打印水凝膠的研究也備受矚目，根據3D打印的成型機理可將目前關于水凝膠方面的3D打印方法大概可以分為三類，一類是利用溫敏性水凝膠材料如明膠，通過溫控實現打��；第二類是結合海藻酸鈉等材料，利用其離子交聯(lián)快速成膠的特性實現打印成型，第三類是在打印體系中加入納米茹土等無機粒子增稠，賦予墨水觸變性；第四類是通過化學基團修飾獲得剪切變息自愈合特性水凝膠直接進行擠出打櫻ZheC等人[57]研究了一種基于卡波姆的流變改性劑的新型3D打印方法，可直接書寫各種功能性水凝膠，如圖1-2所示�？ú繁蛔C明可高效地為多功能水凝膠墨水提供理想的流變行為，包括雙網狀水凝膠，磁性水凝膠，溫度敏感型和生物凝膠。除了出色的印刷性能，機械性能和生物相容性外，3D打印多功能水凝膠還支持各種軟設備，包括可加載網，軟機器人，4D打印的葉子和水凝膠皮氏培養(yǎng)皿。KimH等人[58]使用了PVA，增強了明膠的低機械穩(wěn)定性。明膠/PVA支架是使用低溫3D打印工藝制造的。通過操縱各種重量分數的PVA/明膠，獲得了有關支架的物理和生物學特性的最佳混合比。圖1-2明膠/PVA支架的3D打印過程
第1章引言5圖1-3高于臨界溫度，水凝膠狀態(tài)發(fā)生變化1.2.2pH敏感性水凝膠pH敏感性水凝膠是由聚電解質構成的，含有大量可離子化的酸性或堿性基團的聚合物。pH敏感性水凝膠是目前研究最為廣泛的一類智能水凝膠，在藥物控制釋放、緩釋領域有著廣泛而重要的應用。通常在凝膠的聚合物鏈上含有可離子化的酸性或堿性基團，如羧基、氨基等。除此之外，還有一種特殊的pH敏感性水凝膠不是通過離子化的基團實現的，而是通過動態(tài)共價硼酸酯鍵的可逆斷裂實現的。苯硼酸及其衍生物與含有雙羥基的化合物脫水形成硼酸酯鍵，在pH的影響下，硼酸酯鍵表現出可逆的形成-斷裂�；谂鹚狨ユI的pH敏感的特殊性能，這種pH敏感凝膠可廣泛用作溶膠-凝膠轉化材料，自愈合材料，自組裝系統(tǒng)以及藥物遞送體系等方面。YoheiK等人[63]通過可逆加成-斷裂鏈轉移（RAFT）聚合合成了N-異丙基丙烯酰胺（NIPAAm）和5-甲基丙烯酰胺基1,2-苯并噁唑（MAAm-Bo）的共聚物，以控制其刺激響應特性。研究了NIPAAm均聚物和統(tǒng)計共聚物的溶液性質，發(fā)現除了溫度和pH值外，統(tǒng)計共聚物還對溶液中游離葡萄糖的存在產生響應。此外還發(fā)現P（NIPAAm-st-MAAmBO）與線性糖聚合物強烈相互作用，形成反應性凝膠，并且這些結構還取決于溫度，pH和游離葡萄糖的存在。這種新穎的凝膠化方法有望用于多種應用中各種材料的結合。LihongHe等人[64]通過將支化的鄰苯二酚衍生的聚乙二醇（PEG）與1,3-苯二硼酸絡合制備了交聯(lián)的聚合物水凝膠，以此生產出新型共價水凝膠。硼酸酯鍵的動力學性質產生了在堿性pH下表現出高穩(wěn)定性而在酸性條件下表現出低穩(wěn)定性的自修復水凝膠。將來有可能將這種策略用于生物醫(yī)學應用。LiangEX等人[65]使用振蕩化學反應作為非周期性刺激來實現這種系統(tǒng)。在這項研究中，選擇了pH振蕩器和pH響?
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Aggregation-induced emission enhancement of yellow photoluminescent carbon dots for highly selective detection of environmental and intracellular copper（Ⅱ） ions[J]. Wenyi Lv,Min Lin,Rongsheng Li,Qianqian Zhang,Hui Liu,Jian Wang,Chengzhi Huang. Chinese Chemical Letters. 2019(07)
[2]智能水凝膠的研究進展及應用[J]. 彭濤,吳泳兒,薛慧琳,楊友紅. 輕紡工業(yè)與技術. 2019(Z1)
本文編號：3544350
【文章來源】：遼寧大學遼寧省 211工程院校
【文章頁數】：83 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
動態(tài)硼酸酯鍵的形成及自愈性能
與人體軟組織相似的結構和含水量，近年來3D打印水凝膠的研究也備受矚目，根據3D打印的成型機理可將目前關于水凝膠方面的3D打印方法大概可以分為三類，一類是利用溫敏性水凝膠材料如明膠，通過溫控實現打��；第二類是結合海藻酸鈉等材料，利用其離子交聯(lián)快速成膠的特性實現打印成型，第三類是在打印體系中加入納米茹土等無機粒子增稠，賦予墨水觸變性；第四類是通過化學基團修飾獲得剪切變息自愈合特性水凝膠直接進行擠出打櫻ZheC等人[57]研究了一種基于卡波姆的流變改性劑的新型3D打印方法，可直接書寫各種功能性水凝膠，如圖1-2所示�？ú繁蛔C明可高效地為多功能水凝膠墨水提供理想的流變行為，包括雙網狀水凝膠，磁性水凝膠，溫度敏感型和生物凝膠。除了出色的印刷性能，機械性能和生物相容性外，3D打印多功能水凝膠還支持各種軟設備，包括可加載網，軟機器人，4D打印的葉子和水凝膠皮氏培養(yǎng)皿。KimH等人[58]使用了PVA，增強了明膠的低機械穩(wěn)定性。明膠/PVA支架是使用低溫3D打印工藝制造的。通過操縱各種重量分數的PVA/明膠，獲得了有關支架的物理和生物學特性的最佳混合比。圖1-2明膠/PVA支架的3D打印過程
第1章引言5圖1-3高于臨界溫度，水凝膠狀態(tài)發(fā)生變化1.2.2pH敏感性水凝膠pH敏感性水凝膠是由聚電解質構成的，含有大量可離子化的酸性或堿性基團的聚合物。pH敏感性水凝膠是目前研究最為廣泛的一類智能水凝膠，在藥物控制釋放、緩釋領域有著廣泛而重要的應用。通常在凝膠的聚合物鏈上含有可離子化的酸性或堿性基團，如羧基、氨基等。除此之外，還有一種特殊的pH敏感性水凝膠不是通過離子化的基團實現的，而是通過動態(tài)共價硼酸酯鍵的可逆斷裂實現的。苯硼酸及其衍生物與含有雙羥基的化合物脫水形成硼酸酯鍵，在pH的影響下，硼酸酯鍵表現出可逆的形成-斷裂�；谂鹚狨ユI的pH敏感的特殊性能，這種pH敏感凝膠可廣泛用作溶膠-凝膠轉化材料，自愈合材料，自組裝系統(tǒng)以及藥物遞送體系等方面。YoheiK等人[63]通過可逆加成-斷裂鏈轉移（RAFT）聚合合成了N-異丙基丙烯酰胺（NIPAAm）和5-甲基丙烯酰胺基1,2-苯并噁唑（MAAm-Bo）的共聚物，以控制其刺激響應特性。研究了NIPAAm均聚物和統(tǒng)計共聚物的溶液性質，發(fā)現除了溫度和pH值外，統(tǒng)計共聚物還對溶液中游離葡萄糖的存在產生響應。此外還發(fā)現P（NIPAAm-st-MAAmBO）與線性糖聚合物強烈相互作用，形成反應性凝膠，并且這些結構還取決于溫度，pH和游離葡萄糖的存在。這種新穎的凝膠化方法有望用于多種應用中各種材料的結合。LihongHe等人[64]通過將支化的鄰苯二酚衍生的聚乙二醇（PEG）與1,3-苯二硼酸絡合制備了交聯(lián)的聚合物水凝膠，以此生產出新型共價水凝膠。硼酸酯鍵的動力學性質產生了在堿性pH下表現出高穩(wěn)定性而在酸性條件下表現出低穩(wěn)定性的自修復水凝膠。將來有可能將這種策略用于生物醫(yī)學應用。LiangEX等人[65]使用振蕩化學反應作為非周期性刺激來實現這種系統(tǒng)。在這項研究中，選擇了pH振蕩器和pH響?
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Aggregation-induced emission enhancement of yellow photoluminescent carbon dots for highly selective detection of environmental and intracellular copper（Ⅱ） ions[J]. Wenyi Lv,Min Lin,Rongsheng Li,Qianqian Zhang,Hui Liu,Jian Wang,Chengzhi Huang. Chinese Chemical Letters. 2019(07)
[2]智能水凝膠的研究進展及應用[J]. 彭濤,吳泳兒,薛慧琳,楊友紅. 輕紡工業(yè)與技術. 2019(Z1)
本文編號：3544350
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/huaxue/3544350.html
教材專著
