光响应高分子水凝胶材料.ppt

1、光响应聚合物水凝胶，1。水凝胶，水凝胶是以水为分散介质的凝胶。具有网络交联结构的水溶性聚合物是一种交联聚合物，其中引入了部分疏水基团和亲水性残基，亲水性残基与水分子结合，水分子连接在网络内部，而疏水性残基随水膨胀。它是一个聚合物网络系统，性质柔软，能保持一定的形状，能吸收大量的水。聚合物水凝胶是交联聚合物，可在水中膨胀，不溶于水。然而，在溶胀后，水凝胶材料难以成形并且具有差的机械性能。这些缺点可以通过设计聚合物材料来弥补或改善，如接枝改性和共聚改性。这种方法弥补了水凝胶材料机械强度低的缺点，并能通过水凝胶获得其他特殊性能，如环境响应。高分子水凝胶，(1)在生物领域的应用。药物控释是一种控制目标

2、药物在体内释放速率和释放位置的新技术。合成水凝胶已成功应用于这一领域。含药物的水凝胶进入机体后，由于浓度梯度，药物会自行扩散出水凝胶，或者水凝胶会被外界作用降解，使药物扩散。通过控制水凝胶的组成，药物可以以所需的剂量缓慢释放，从而提高药物的利用率。水凝胶的应用，(2)在工业上的应用。目前，工业污染给环境带来了巨大的破坏，而凝胶可以吸收大量的重金属离子。该凝胶比普通材料具有更大的表面积，可以制备成选择性离子传输膜，在催化和萃取方面有一定的应用。(3)形状记忆材料的应用，具有形状记忆功能的材料是指当外界环境发生变化时，能够感受到刺激，并能对这种变化做出反应，改变其物理形态甚至宏观形状。水凝胶空气枕

3、。光敏聚合物凝胶作为聚合物凝胶的一种，是近年来光敏聚合物材料的另一个新分支，是一种在光的作用下能够快速响应化学或物理变化的智能聚合物材料。通常，光响应聚合物凝胶由于光辐射(光刺激)而经历体积相变。例如，当被紫外光照射时，凝胶网络中的光敏基团将经历光异构化和光解离，并且凝胶将由于基团构象和偶极距离的改变而膨胀。3.光响应聚合物凝胶的响应机理。光响应聚合物凝胶的最大特点是响应过程是可逆的，凝胶在没有光的作用下会恢复到原来的状态。(1)在聚合物凝胶中加入光敏化合物，凝胶材料中含有光敏物质，光敏物质吸收光能后，导致材料温度、电场等环境因素发生变化，进而对某些环境因素做出反应。常用的光敏化合物包括叶绿素

4、、重铬酸盐、芳族叠氮化物和重氮化合物、芳族硝基化合物和有机卤素化合物。在热敏凝胶材料中引入特殊的光敏化合物。b .在凝胶材料中引入光敏化合物，利用光分解产生的电离实现响应。(2)当光敏基团引入聚合物的主链或侧链时，一旦光敏基团吸收了光，就会引起电子跃迁，在相应波长的光能作用下变成激发态。受激分子通过分子内或分子间的能量转移发生异构化，引起分子构型的改变，促进材料某些物理或化学性质的改变，进而产生一定的响应性。光敏基团有很多种，包括：光二聚光敏基团(如肉桂酸乙酸酯基团)、重氮或叠氮光敏基团(如邻偶氮磺基团)、丙烯酸乙酸酯基团和其他具有特殊功能的光敏基团(如光致变色、光催化和光电导等)。)。光敏组

5、4。光响应性聚合物水凝胶的制备，将合成的丙烯酸偶氮苯(AZO-n)、HEMA、PEGDA600和MBAA按一定比例混合(丙烯酸偶氮苯：甲基丙烯酸2-羟乙酯：聚乙二醇DA 600: N，N-亚甲基双丙烯酰胺=0.020.1克：0.7克：0.2克：)、AZO-6、AZO-8、聚乙二醇二丙烯酸酯(600)、甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)、N，N-亚甲基双丙烯酰胺，(1)聚合物结构复杂，交联度很高，(2)聚合反应温度低，反应时间长，(2-3-4小时，反应时间短，反应时间短，反应速度快，(2-3-4小时，反应时间，反应时间，偶氮-2，偶氮-4，含偶氮-2和偶氮-4的水凝胶的溶胀率随着偶氮苯含量的增加而

6、降低，这是由于疏水性硝基的引入，使得水凝胶的亲水性随着偶氮苯含量的增加而降低。5.光响应水凝胶药物释放的研究利巴韦林是一种含羟基和氨基的水溶性核苷类抗病毒药物。将冻干的水凝胶浸泡在50毫升浓度为210-2毫升/升的利巴韦林溶液中，静置24小时，使水凝胶的溶胀最大化。取出水凝胶，用滤纸吸收表面的溶液，并将其放入去离子水中，计算每克凝胶释放的药物量。硝基与利巴韦林之间的相互作用很小，磺酸基与药物之间的氢键增加了药物释放的阻力。(1)含偶氮-6水凝胶的药物释放在光照后略有增加。偶氮苯的异构化对释放阻力影响不大。(2)在无光条件下，随着水凝胶中偶氮-8含量的增加，利巴韦林的释放量减少，说明磺酸盐的增加降低了药物的释放量，即磺酸盐与药物之间的氢键增加了释放阻力。光照条件下，含偶氮-8水凝胶的释放量不随磺酸基团的增加而变化，明显大于无光照条件下的释放量。光照使偶氮苯基团发生异构化反应，改变了基团的分子构型。顺式偶氮苯的磺酸基团被偶氮苯的两个苯环所包围。由于氢键的空间方向性和苯环的空间位阻，磺酸酯基团很难与药物形成氢键，从而降低了药物的释放阻力。参考资料，1林琳。新型偶氮丙烯酸酯单