纳米聚合物水凝胶

纳米聚合物水凝胶

帕特里克schexnailder和古德施密特

摘要技术需要新的和更软材料以及推动新知识基本的了解，导致了重大进展在该领域的纳米复合凝胶。各种复杂的凝胶结构具有独特的化学，物理，生物性能已设计或发现的纳米。可能形成自组装使有机聚合物和超分子形态无机纳米粒子的基石的设计水基凝胶。在这次审查中，我们强调的最新（2004–2008）成就和趋势在创造性的方法来产生结构，性能，和功能在大多数生物技术的应用。我们审查的影响，出版工作总结与大纲的未来发展方向和挑战与设计和工程的新材料凝胶。

关键词水凝胶,纳米复合材料,纳米颗粒,聚合物,硅酸盐,金属纳米粒子

景区简介

最近的进展，化学，物理，生物域结合在生物医学和增长的需求医药行业带来了新的发展纳米复合水凝胶的许多不同的应用。新型聚合物化学和配方以及制造和加工技术支持改进仪器，可以测量和操纵物质在纳米水平[ 1]。理论工作好指南和补充，但是，有时，与实验在跨学科的合作研究迫使科学家边界。纳米和生物技术提供发展机会的复杂和优化软材料与协同性能。可能性控制化学和物理性能的设计三维凝胶结构提供了一个强大的战略多功能工程纳入到凝胶的纳米尺度。本次审查的范围是划定的结构和性能的纳米复合水凝胶的主要合成材料。大多数合成水凝胶纳米复合材料的出版物集中系统聚（环氧乙烷），聚（丙烯酰胺），或聚（乙烯基酒精）作为聚合物。因此，水凝胶纳米复合材料含有这些聚合物将得到了广大我们的注意在本次审查。此外，我们还将讨论聚合物–金属，聚合物–磁性，和天然聚合物纳米复合水凝胶。专利文献是不包括在这个搜索。由于纳米复合聚合物水凝胶有时难以分类相比，纳米复合材料凝胶，在这里我们使用一个更简化定义根据魏斯和terech，“……如果它看起来如“果冻”，它必须是一个凝胶！“[ 2]许多定义凝胶可用，和研究人员并不总是同意什么是一个水凝胶。因此，我们将回顾文献的基础上纳米复合水凝胶和凝胶制成的各种聚合物和无机纳米粒子的大小不同。我们没有任何区别的凝胶和水凝胶。我们将使用条款一样出现在出版物

一般来说，纳米复合聚合物水凝胶可定义为交联聚合物网络肿水的存在，纳米粒子或纳米结构。聚合物交联形成网络通过化学或物理的相互作用（图1）。化学交联由于共价键是永久的。物理相互作用是非共价性质，常因氢键，疏水性，和离子相互作用。交联聚合物网络能够可逆体积变化的响应外界刺激，如组成[由

于（德）肿胀]，温度，和pH值。纳米粒子的存在，可以用来要么交联凝胶，吸附或附着于聚合物链，或添加新特性的水凝胶的仅仅是包埋在水凝胶网络。纳米粒子的添加独特的物理特性的聚合物水凝胶等响应机械，光，热，屏障，声，磁，电刺激，等。这些独特的属性导致应用在电子，光学，传感器，执行器和微，以及催化，分离设备，药物输送，和许多其他生物技术领域。组合配方合成和天然聚合物与纳米粒子和生物分子图1聚链吸收脱附的表面锂皂石粒子。插图：循环火车是网站的物理之间的互动聚和锂皂石形成聚壳（阴影区）周围锂皂石核心（光盘）。人的尾巴桥之间的多锂皂石粒子，使锂皂石的功能作为一个物理交联剂[ 4，5 ]。高分子（聚丙烯酰胺和乙凝胶）是化学键在表面的锂皂石在自由基聚合过程[ 28，29 ]。三列入金属纳米粒子（即，银，金）分散在聚合物水凝胶可以提高电导和微生物性能[ 23，47 ]。除了被分散，纳米颗粒也可以作为交联（物理和化学）代理[ 4，5，28，29，74 ]。聚合物–磁性纳米复合材料，用粒子在聚合物基体（在分散和/或交联聚合物链），可以用于远程释放药物[ 27，57 ]。电子负带电纳米二氧化硅在一个固定的潘矩阵。外加电场电渗流动的原因二氧化硅微粒，和粘性阻力在流体中的结果大众运输的中性溶质（药物，蛋白质，小等。）比凝胶孔径[ 42]。女模板共聚物凝胶纳米粒子居住在间的空间关系邻近的胶束[ 18，19 ]

协同可结合有利的化学，物理和生物特性，生产纳米复合材料水凝胶，支持修复和再生的人类组织机构职能。我们将审查最近的纳米复合水凝胶材料和例子组织工程和近期发展重点除了什么是所涵盖的其他评论[ 3]。最后，我们的结论一个简要概述未来的观点和挑战，推动发展新的纳米复合材料聚合物水凝胶。

聚合物/硅酸盐纳米复合材料的凝胶将硅酸盐纳米粒子添加机械强度水凝胶材料。然而，带电粒子，如硅酸盐，可能由于在水中脱落容易对胶体相互作用的稳定产生的凝胶。纳米粒子，既不带电不稳定的盐或聚合物通常骨料。这种总量强烈影响纳米复合材料的形态结构水凝胶及其力学性能。制备稳定的水凝胶，纳米粒子需要很好的分散和由此产生的大规模结构需要控制。有鉴于此，硅酸盐为主添加到聚（环氧乙烷）和聚（丙烯酰胺）矩阵函数作为交联剂和改善网络的力量。

聚（环氧乙烷）–硅酸盐纳米复合材料出版工作的凝胶制成的聚（环氧乙烷）（聚）和硅酸盐纳米粒子可以追溯到一个十年；因此，研究重点在本次审查的基础上探索性研究和材料的发展做了过去的。自那时起，从纳米复合水凝胶锂皂石（=硅酸盐薄片，30纳米的直径，1纳米厚度）和聚已被用来作为模型系统这些研究聚合物–纳米粒子的相互作用和剪切定位在一个更根本的层面。硅酸盐纳米板（辉石）是合成和板状聚离子均匀地分散在水中，作为多功能交联聚。交联是可逆的由于聚合物容易吸附和解吸从纳米粒子的表面。而聚合物性能详细研究，具体之间的相互作用聚硅酸盐不明确。然而，大多数科学家同意，氢键，离子，偶极子，和其他相互作用，如聚合物纠纷必须发挥作用时，交联的硅酸盐发生。更多的定量研究·和·[ 4，5 ]的建议人民吸附锂皂石粒子，形成一个紧凑层主要是培养和环上的纳米颗粒和大环周围的边缘粒子（图1）。水凝胶的结构和粘弹性性能调谐通过改变参数，如组成，酸碱度，温度，离子强度。例如，通过改变该锂皂石和乙烯成分，会产生解决方案，流动的凝胶，凝胶或水凝胶握手，永可膨胀的水除了–[69]。本剪切诱导凝胶凝胶是可逆的，掌握强烈依赖于

环氧乙烷浓度，时间，温度，和分子量[ 6，7，10 ]。按照这一发表的研究，剪切变形大聚–锂皂石总量和揭露新的表面积为形成新的聚合物，它迅速形成一个网络，跨越整个解决方案和形式凝胶。当震动停止，热波动足以脱附的聚合物纳米粒子，和水凝胶放松回流体经过一些时间。应用剪不高到足以克服随机效应所造成的聚合物和纳米粒子松弛的。

动力学的凝胶形成的辉石–聚分散不同的聚合物的分子量（兆瓦）是研究了用流变[ 8]。该机制的凝胶形成被认为是时间依赖性。其他工作由同一组折返行为从软固体，液体回软固体聚分子体重增加[ 11]。公布的文件数据和瓦格纳[ 12]提出的粘弹性松弛锂皂石–行为的聚（环氧乙烷）凝胶超过浓度范围。时间–温度和时间–浓度叠加应用到产生流变主曲线。除了对锂皂石聚合物浓溶液的弛豫时间增加但降低弹性模量，这是由于聚合物吸附架桥。

在高聚合物浓度和锂皂石，loizou等铝。[ 9]报道强凝胶与口香糖一样的一致性。本聚合物涂层硅薄片被发现动态地栓在一起松散的束形式分形结构与“毛孔”到千分尺政权。一个骨骼结构的纳米微米尺度将帐户缺乏流动在凝胶含有质量分数95%水。交联物理（非共价）由于氢结合，偶极子，离子，和其他的相互作用，将聚合物链的纳米粒子。交联水凝胶是可逆的，因为在变形，该聚合物链可能附加和分离从纳米粒子。水凝胶通常剪薄，财产使他们中的一些注射用注射器。后停止剪切，结构和刚度分析胶体聚合物科学（2009）287:1–113水凝胶完全恢复在几秒钟内，这表明自愈性能[ 13]。

剪切诱导微米结构观察loizou等人。符合以往的研究类似的系统观察短暂微米尺度的非均质性[ 14]的发展过程中的剪切和消失后，停止剪切。而在这种情况下剪切可引起的发展新的结构，它也有可能是已经存在的结构可能消失。例如，研究了Bry un这样等人。[ 15]。显示存在的微米大小的聚–辉石聚合水凝胶分手和消失的上方临界剪切速率。

总结，审查工作的集体表明之间的相互作用聚硅（锂皂石）纳米粒子的强烈影响的剪有助于复杂的行为，这些水凝胶。软，橡胶的一致性和灵活性改变机械特性使这些水凝胶的潜力候选人的许多技术的应用，其中生物医学技术。然而，很少应用报道尽管极大的兴趣，基础研究。在这些应用程序之一，高桥等人。[ 16]表明一个改性聚–辉石系统开发为一个药物输送系统在生理条件。一个更广泛的各种应用提到胶体分散（有吸引力的凝胶制成的纳米颗粒）膨润土（天然层状硅酸盐）和乙烯聚合物。溶胶凝胶–相图的水清楚地表明凝胶作为一个功能的成分，虽然尚不清楚这些凝胶的三维稳定结构所需的水凝胶。屈服应力的凝胶和溶胶凝胶过渡–有用的性质，如石油技术应用钻井，减摩剂，添加剂的混凝土，砂浆剪切增稠和乳液，涂料，化妆品，和药品[ 17]。

更精确的空间和取向定位纳米粒子在一个水凝胶矩阵可以通过使用嵌段共聚物代替均聚物水凝胶。嵌段共聚物凝胶施加液体结晶秩序的纳米粒子，不selfassemble在他们自己的[ 18]。例如，纳米复合材料水凝胶基于聚（聚苯醚）––聚氧化乙烯嵌段共聚物和球形纳米硅酸（7纳米）已被调查的形成模板纳米阵列[ 19]。各向同性液体结晶相过渡丙烯型聚–多酚氧化酶–聚乙二醇水凝胶可用于分散和二氧化硅纳米颗粒在纳米尺度（图1楼）[ 18]。剪是用来调整对纳米

复合水凝胶宏观晶体领域。圆柱形胶束模板所报告的波佐和[ 19 ]就可以用于形成线性阵列纳米可能允许未来制造线性波导。类似的方位在聚–多酚氧化酶–聚嵌段共聚物交联与锂皂石表明，多酚氧化酶部分优先吸附到锂皂石表面，离开聚部分悬挂从纳米粒子[ 20]。总的来说，嵌段共聚物纳米复合水凝胶可设计有先进的新特性，通过自组装同行，均没有。

聚（丙烯酰胺）–和聚（乙烯醇）–硅酸盐纳米复合材料本研究硅酸盐–聚水的相似之处，聚（丙烯酰胺）（潘）-凝胶聚（nisopropyl等丙烯酰胺）（链）在许多方面。本之间的相似性和差异硅酸盐交联认证和PAM躺在高分子化学控制结构与性能。水凝胶的基础上系统可能显示灵敏度对外部刺激，如酸碱度，光，溶剂，温度，压力，机械，电力，和磁域–[2127]。

化学交联pam-based聚合物（例如，凝胶或聚丙烯酰胺）硅酸盐纳米粒子（锂皂石，蒙脱土，导致纳米复合水凝胶等）一系列的特性，吸引了许多研究人员（附图）。具体来说，热敏线圈到球过渡的低临界溶解温度潘聚合物的兴趣。合成水凝胶常需要聚合开始从硅酸盐，其次是形成表面刷状硅酸盐。而刷聚合物变长，他们互连几种硅酸盐纳米粒子形成交联聚合物网络[ 28，29 ]。haraguchi 李[ 30，31 ]的结构相比，有机交联（或）凝胶与锂皂石交联凝胶纳米（数控）凝胶。这个小组发现一些交联单位空间是700倍以上的或凝胶相比在数控水凝胶。或凝胶具有广泛分布的高分子链的长度之间的许多交联点建设高局部应力下的变形容易骨折。然而，也有类似的聚合物凝胶数控链的长度和分布更均匀锂皂石的交联剂避免定位过程中的应力变形表现出非凡的力学性能。聚丙烯酰胺聚合物链更灵活比异丙基丙烯酰胺聚合物，从而导致不同的弹性恢复，滞后，抗拉强度和伸长率，[28 ]。空间均匀性可以通过测量光学透明性或散射技术。聂等人。[ 32，33 ]的研究网络结构，一定程度的空间不均匀性，和链动力学。这是确定的热波动纳米粒子主要是抑制网络形成和链动力学是更多或更少4种胶体聚合物科学（2009）287:1–11独立的交联剂。总的来说，这些研究表明，有效功能的锂皂石交联剂大约是50，这一高功能以及大型相关长度产生的大尺度结构导致优秀的机械性能–[30,34]。

亩，郑[ 35 ]制备凝胶凝胶被交联疏水多面体低聚倍半硅氧烷（波斯）。这些水凝胶表现出明显的改进的温度膨胀/de-swelling动力学。此外，硅氧烷交联剂增加机械强度的水凝胶，从而允许为增加一些肿胀/de-swelling周期没有明显的降解水凝胶。膨胀/de-swelling硅氧烷水凝胶的凝胶–快得多（分钟与小时）比–锂皂石水凝胶的凝胶，但这种改善特别是在较高的交联剂浓度[ 31，35 ]。

最近比较的溶胀行为水凝胶的交联不同硅酸盐（凹凸棒石，高岭土，云母，蛭石和蒙脱石，）。本作者报告说，用于交联型硅酸盐聚丙烯酰胺影响的膨胀性能和热稳定性水凝胶以及聚合反应机制。因此，交联剂的选择应基于应用的水凝胶。比如说呢蒙脱土交联剂应选择应用其中一个快速膨胀率是必要的，但云母交联剂的水凝胶时应选择需要膨胀/de-swell多次[ 36]。另一个最近的文件，由ziesmer和[ 37 ]中，提到的制备pniapm–沸石和聚（乙烯基）–沸石纳米复合材料水凝胶。这些作者报告的合成核心–壳结构使用微孔沸石材料的核心温度（pniapm–沸石）和值[聚（乙烯基）–沸石]反应，具有很强的潜在的控制释放和分离应用。

除了系统，其他聚合物如聚（乙烯基醇）（聚乙烯醇）被用于制造纳米复合材料水凝胶。添加蒙脱土纳米聚乙烯醇可提高机械强度的水凝胶，该水凝胶可用在高剪切应用[ 38]。添加表面活性剂对聚乙烯醇通常适用于改变聚合物的相互作用与硅酸盐，小大量的表面活性剂增加了网络的力量水凝胶的加强之间的相互作用和硅酸盐。然而，进一步增加表面活性剂浓度破坏聚乙烯醇–硅酸盐结合，从而扰乱水凝胶网络为粘性解[ 39]。帕拉尼奥斯等铝。[ 40]报告的数额蒙脱石载在聚乙烯醇–硅酸盐凝胶（5%）增加聚乙烯醇晶粒尺寸，减少孔隙大小的水凝胶，和减少流动性聚乙烯醇链。然而，除了另一种聚合物（磺化聚酯）具有相反的影响聚乙烯醇，使研究人员更好地控制结晶在聚乙烯醇水凝胶–蒙脱石[41 ]。

前景的应用是多方面的，最近的是在传感器，执行器，和一般医学部门。例如，haraguchi等人。[ 24]使用对外部刺激发展硅酸盐交联聚丙烯酰胺凝胶和智能药物送货车。在体外和体内的生物相容性，抗凝血，以及热这些材料作为生物材料应用的建议接触镜片或植入物。此外，机械韧性是有用的发展弹性材料如缝线和人工肌腱。

另一个例子是，马托斯等人。[ 42]使用pambased掺杂球形纳米硅酸凝胶（7–15纳米）提高性能的生物传感器electro-osmotically提高传质溶质通过凝胶。虽然电泳不开车中性分子，因此不能用于传质增强，内部泵浦方法开发的马托斯等人。[ 42]产生的电渗流动电荷的硅酸盐纳米粒子表面，在返回使中性分子溶质传质/尽管水凝胶（图1）。定量理论的解释对实验数据的马托斯等人。是由山[ 43]。山使用的数学模型的电渗增强示踪通量结合电动模型确定的电渗泵速度与流量的增加[ 43]。考虑后有几个方法比较理论和实验，他得出结论认为，宏观性质有联系的微观结构的特点，它需要包括未来的理论方法。

–金属纳米粒子的水凝胶聚合物

复合材料可以通过结合metalbased纳米金、银等聚合物水凝胶。很少有对力学性能的影响由此产生的纳米复合水凝胶的纳入金属纳米粒子只要相互作用之间的聚合物和纳米粒子的软弱。在这种情况下，相变，热，和粘弹性聚合物凝胶不变，和性能纳米粒子等提高电导率，响应光刺激，改善抗菌性能，添加到凝胶等。

聚合物纳米粒子的相互作用，–更强诱导，例如，附件的黄金反应硫醇组异丙基丙烯酰胺水凝胶，可能改变热和溶胀行为[ 44]。这样，金纳米粒子形成共价键链（图集成电路）。本胶体聚合物科学（2009）287:1–115由此产生的纳米复合凝胶，然后电气性能那是可以改变的数量级温度。这一变化的电导率是由于变化的平均粒间的距离是依赖于线圈球过渡的表征凝胶[ 23]。另一个应用程序的金纳米粒子的水凝胶介绍了空间耦合的粒子依赖于刺激诱导肿胀/de-swelling的聚（2 -乙烯基吡啶）聚合物。此pH依赖过程变化的局部表面等离子体共振，使材料分析的测量值的变化紫外可见光谱–水凝胶。作者报告显着改善的敏感性和加工条件相比其他技术[ 45]。

银纳米粒子（3–8纳米）添加电子抗菌性能的各种聚合物水凝胶[ 46，47 ]。通常，羧酸组可以被用来作为一临时锚固剂将银离子聚合物水凝胶，与银形成减

少纳米粒子与硼氢化钠[ 48]。该方法制备取决于一些功能组别目前的稳定银离子，但纳米粒子分散在凝胶基质。有人准备固定化银纳米粒子在聚丙烯酰胺水凝胶具有改进的电性能[ 49]，但固定化银粒子不可能证明是抗菌。不过。默菲等人。[ 50]能够稳定的银离子无离子官能团的存在在一个semiinterpenetrating网络组成的pam-poly（乙烯基吡咯烷）和准备分散银纳米粒子高收益。另一组能够编写银纳米银离子是稳定的羧酸和胺组内的脂肪酸–胺水凝胶。有趣的是，银纳米粒子的主要嵌入在长纤维的自组装水凝胶矩阵，提供了一个方法以金属纳米区域内的水凝胶系统[ 51]。当甲基丙烯酸羟乙酯（乙酯）–聚（乙烯

乙二醇）甲醚甲基丙烯酸甲酯（pegma）–甲基丙烯酸酸（AA）用作聚合物，由此产生的水凝胶pH值切换电子性质。是的phresponsiveness相关的去质子化羧酸团体由于水凝胶溶胀[ 48]。电子特性这些凝胶可以导致智能材料在生物传感器中的应用和药物传递的应用以及药物载体生物大分子如酶。鲁等人。[ 52]报告多元的水凝胶聚合物制成颗粒装饰（nanotrees）和交联聚合物刷子在聚（乙烯醇）矩阵。额外的银纳米（35纳米）上所产生的表面的刷粒子或在聚乙烯醇矩阵。由此产生的水凝胶具有催化活性，是保留了一些个月。

除了金和银，其他纳米粒子等铁，钴，镍，铜等金属合金，盐，和metal-derived 量子点（2–100纳米）可以混合或合成的水凝胶矩阵[ 53，54 ]。本应用这些水被发现在催化，传感器，执行器和微器件，以及分离技术。然而，只有无毒材料会发现使用的药品和医疗领域。

–磁性纳米粒子的水凝胶聚合物

性能的磁性纳米复合水凝胶（褐铁矿）已受到相当重视，和良好的审查侧重于这一主题是[ 55]。而褐铁矿可以使用其他溶剂比水（例如，油），在这里，我们重点审查的含水凝胶只有。本耦合magnetoresponsive和热敏特性允许发展的纳米复合水凝胶你可以打电话给聪明。类似于其他的合成纳米复合水凝胶，纳米粒子（10–500纳米）可以是分散或化学附加到聚合物网络，但磁性纳米粒子的一般原位合成的聚合物基质预防集聚[ 56]。分析的磁弛豫行为分散磁性纳米粒子可以区分物理包埋和移动纳米粒子。用来形成的聚合物水凝胶矩阵往往是pam-based等[ 27]或凝胶生物聚合物，明胶和淀粉凝胶[ 56]。

凝胶含有磁性纳米粒子显示大小依赖的性质有很大的不同磁流变液含有微米大小的粒子。纳米粒子是由铁，钴，镍，铁氧化物。纳米粒子的旋转或路线针对高频磁场，使磁纳米粒子加热周围的水凝胶矩阵他们被困。这种远程可用于取暖无创性聚焦热疗诱导，控制药物释放，并触发热敏变化中的水凝胶体积或形状（图1）[ 27，57 ]。磁性水凝胶从而提供如何选择目标，检测，和潜在的治疗癌症组织通过磁磁共振成像和感应加热[ 58]

除了上面提到的生物医学应用，磁性水凝胶的潜在吸引力的发展其他技术包括纳米发动机，传感器，机器人柔性驱动器[ 59]，以及各种分离装置[ 55，59 ]。

最后，值得一提的是，宏观凝胶矩阵advantageousmaterials纳米粒子的合成因为他们防止聚集和扩散的纳米粒子在合成。因此，纳米复合水凝胶6种胶体聚

合物科学（2009）287:1–11往往被认为只是生长无机模板纳米粒子，作者往往更感兴趣纳米比在纳米复合水凝胶[ 60]。

纳米复合水凝胶的天然聚合物除了审查合成凝胶，我们包括“人造凝胶”从天然聚合物和纳米粒子。虽然生物水凝胶似乎已经近乎无限结构复杂性（细胞外基质，细胞），凝胶天然聚合物没有三级结构往往有类似的化学和物理性质，其中大部分可与水凝胶的合成[ 61]。天然聚合物（淀粉，壳聚糖，海藻酸钠，等等）是越来越多的报告，在聚合物纳米复合材料水凝胶。这主要是由于有利的性能的天然聚合物（例如，生物相容性，生物降解性，低成本）。一个共同的技术应用制备天然聚合物纳米复合材料是化学改性的聚合物改善聚合物–纳米粒子的相互作用，形成一个机械稳定的水凝胶。然而，化学改性生物聚合物（接枝官能团或合成聚合物在聚合物）可以改变生物相容性对天然高分子由于不完全清除有毒化学品的合成改性，这是一个常见的原因为使用未经修改的天然聚合物。1方法诱导凝胶的天然聚合物，由shchipunov等人。[ 62]，包括矿化的聚合物（壳聚糖，瓜尔胶，羧甲基纤维素，β—环糊精，等）与二氧化硅。在这项工作中，水溶性四（2 -羟基乙基）硅酸（神）被解散随着聚合物。神水解原位生产纳米二氧化硅的交联聚合物。报告指出，这一程序使凝胶一个不同群体的其他non-gelable多糖含有阳离子，阴离子，线性，或分支区域。一个最近的报告介绍了凝胶的羟丙基瓜尔胶西奥斯和释放动力学模型毒品装在水凝胶矩阵[ 63]。

刺激反应的纳米复合水凝胶含有天然聚合物，如合成聚合物同行，主要研究了其反应的变化值和温度。马等。[ 64]发现，羧甲基壳聚糖凝胶–互穿网络交联与锂皂石进行类似的相变在33°~为–硅酸盐凝胶凝胶。然而，该羧甲基壳聚糖凝胶可以吸收更多的水比的纳米复合材料组成的链–硅酸盐当PH值小于2.5或大于4~~。作者认为这增加肿胀的亲水性羧甲基壳聚糖。此外，该壳聚糖复合材料有较大的体积变化PH值由于两性官能团（–氨基和–ch2cooh）目前在壳聚糖衍生物。相同小组发现了相似的趋势–与羧甲基纤维素半互穿网络交联凝胶与锂皂石。在这种情况下，唯一的纤维素包含一个离子化官能团和表现高峰膨胀率当羧酸团体质子（PH值~4.6）由于静电斥力。低于此值，氢键形式和减少的膨胀的能力，而高于这个值，钠离子屏幕的静电排斥力[ 65]。

凝胶聚合物–纳米水凝胶大量的文献和最近的一些评论–[6668]覆盖合成，表征，应用聚合物微凝胶含有无机磁纳米粒子。微往往是由球形纳米或微米大小的微粒制成的水凝胶无机纳米粒子填充。术语凝胶和纳米往往被发现使用同一类型的材料，但这些术语的定义是不总是清楚相比，宏观凝胶含纳米颗粒。根据沥青和艾德勒[ 66]，微被称为多孔交联聚合物粒子性质的变化的响应环境条件。审查的螺距和艾德勒[ 66]，以及由季米特洛夫等人。[ 67]，很好的复习和强调发展的磁性和nanoparticlebased凝胶在过去的20年。互补的回顾第达斯等。[ 68 ]描述微为“老材料与新的应用。”这种新的应用包括使用微作为微反应器模板合成无机纳米粒子。性能光学活性材料包括镜头和光子晶体进行了讨论和新的凝胶中的应用药物输送盖[ 68 ]。尽管有大量文献总结了这些评论，领域包括微/纳米和纳米快越来越多的和不能给予必要的关注在这审查。大量的研究发表在2008单独值得回顾和总结自己。

在这里，我们迅速地比较宏观和微凝胶纳米复合水凝胶。而不是侧重于纳

米复合材料，纳亚克和里昂[ 69]很好描述差异凝胶和凝胶。他们的国家该水凝胶的macrogels必须大于毫米大小。凝胶胶体稳定的水凝胶一个大小不同，从纳米到微米。虽然微可以被描述为纳米和微—胶体聚合物科学（2009）287:1–117颗粒制成的凝胶，凝胶不一定表明宏观特性的水凝胶。微可能没有一个“宏观”屈服应力，可以很容易地测量与传统的流变。微不可通过“管反演试验”（凝胶支持自己的重量当反转管含有凝胶）[ 2]因为从宏观上看，微可能是分散和低粘度的解决方案。然而，相对于宏观或凝胶，凝胶可以更快地响应变化在自己的环境，因为他们的大的界面面积允许更高的汇率。例如，gorelikov等人。[ 21]能够编写凝胶微含有金纳米棒（6纳米的直径，12-36纳米的长度），迅速进行了一个体积变化时暴露于近红外辐射，使这一材料的潜在的药物分娩过程中的应用。当微交联形成宏观凝胶，可以产生新的特性。赵等人。[ 25]表明，大会和交联异丙基丙烯酰胺凝胶颗粒允许的形成新的和高度敏感水凝胶支架这是比较优越的本体聚合物凝胶同行。各种粒子（例如，二氧化硅磁粒子）结构可以锁定在这些交联凝胶的工程stimuliresponsive功能材料。除了其加载能力，纳米和微凝胶为基础的水凝胶保持其热以及他们的快速反应动力学。快速反应的凝胶体积变化不受影响的散装凝胶，但总体积凝胶时间是增加列入凝胶颗粒[ 25，70，71 ]。

其他纳米聚合物水凝胶的生物医学应用程序如上所述，有许多例子，纳米复合材料水被用来作为生物材料在药物缓释，组织工程，和一般的生物医学应用。为一个设计合理的生物相容性和纳米复合材料水凝胶，水凝胶的结构与性能因为必须考虑纳米形态该水凝胶表面和界面将影响细胞粘附，迁移，增殖，和基因的表达

大量调查冻干纳米复合材料水凝胶和使用造成的矩阵在脚手架应用，特别是骨组织工程[ 72，73 ]由于这些调查使用脚手架衍生凝胶，而不是纯纳米复合水凝胶，报告对干支架将不包括在本次审查。相反，我们解决发展的主要可注射水凝胶支架材料与纳米结构。leeuwenburgh等人的研究。[ 74]参与功能化聚合物水凝胶的细分散纳米磷酸钙骨修复。均匀的水凝胶的制备了合成钙磷酸盐纳米直接在聚（乙烯乙二醇）富马酸凝胶。由此产生的纳米复合材料水凝胶被发现有物理交联纳米晶体和羧酸endgroups的聚合物，反过来，减少肿胀行为。

应用纳米复合水凝胶的组织工程通常取决于功能的组合属性，设计成的纳米复合材料水凝胶，使这些材料更灵活的[ 75]。为例如，侯等人。[ 26]制备温敏水凝胶从链与聚硅氧烷纳米粒子（约100–500纳米）调节细胞粘附。过渡这种纳米复合水凝胶的温度保持不变（在~33°丙）增加时，纳米粒子浓度，但机械强度和细胞粘附增加。类似的硅氧烷含有纯凝胶，纳米复合材料水凝胶允许细胞附着在37°，但细胞脱离表面温度较低时，如20°C这种效应来源于过渡的聚合物从倒塌球延长线圈形成，其中使温度依赖疏水相互作用。本水凝胶是容易，可以作为照片植入传感器膜或作为防污涂料生物材料用于体内。最重要的是，该水凝胶允许细胞表工程不需要蛋白水解酶和螯合剂去除单细胞凝胶表面。一个类似的细胞脱离的现象还报告–所致锂皂石水凝胶[ 24]。

创造性的方法，将生物分子磁性纳米（5–10纳米）凝胶化疗装载和肿瘤相关的生物分子结合。为例如，桑德兰等。[ 58]报道的水凝胶，所谓的magnagels的（商标），保持良好的磁易感性和“可接受”的生物相容性测试时在体内。然而，

这些凝胶转变为凝胶而不是非水凝胶。

最后，纳米复合聚合物水凝胶的膨润土表明有希望的潜在的药物输送应用程序。李、陈[ 76]描述的可行性提供多种模型药物从丙烯酸聚（乙二醇）甲基醚丙烯酸水凝胶含有硅酸盐纳米粒子（膨润土）。这个小组发现，洗脱动力学强烈依赖于相互作用之间的表面电荷的纳米粒子和离子电荷的药物。离子之间的吸引力硅酸盐和药物导致慢释放率，而斥力之间的相互作用的增加率药物洗脱。高桥等人。[ 16]进一步描述能力的聚乙二醇–锂皂石纳米系统提供8种胶体聚合物科学（2009）287:1–11一种不带电荷的疏水性药物芘。虽然不是重点对纳米复合水凝胶，证券等。[ 77]描述同时多模型药物洗脱能力独立可控释放动力学的药物加载“梅子布丁”微嵌入在一个体积凝胶。此外，作者指出，扩散的新型药物是由于大部分并不是由于水凝胶凝胶内的材料[ 78]。其他人表现出的有用的聚乙烯醇–蒙脱石水凝胶伤口敷料应用。这种机械强度水凝胶能够吸收液体渗出液从伤口网站除了防止外源性细菌渗透[ 38]。

结论和展望未来纳米复合聚合物水凝胶的新一代材料有用的各种应用。从刺激作出反应的传感器和执行器的微，医药，和生物医学设备，潜在的影响纳米复合水凝胶的影响生活对一般公众持续增长。大量的最近的报告解释了一些物理和化学背后的这些独特性能的水凝胶作为对外界刺激的反应等肌肉往往是由自然系统。可取的性能如注射和精密药物输送无法控制的某些宏观凝胶是实现纳米微型和纳米。

今后的方向，当然包括合理设计生物医学纳米复合水凝胶，不仅需要控制的化学和物理性质，但也考虑生物变量。而水可用于模拟生物组织，显着挑战出现当谈到设计机械强凝胶与长期的生物相容性和控制生物降解性。审查的文献表明，发展合成路线和制造技术的基础了解纳米复合水凝胶将继续，但一个更大的重点放在设计复杂的多组分和复合材料，可定制支持系统的表征纳米复合凝胶其中，反过来，驱动器研究进展及影响合理设计的材料。

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高分子功能膜材料

第八章高分子功能膜材料 膜是一种能够分隔两相界面，并以特定的形式限制和传递各种物质的二维材料，在自然界中随处可见。天然存在的膜有生物膜，膜也可以人工制作，如高分子合成膜。膜可以是均相的，也可以是非均相的；可以是对称的，也可以是非对称的；可以是固体的，也可以是液体的；可以是中性的，也可以是带电荷的。膜的厚度可从几微米到几毫米不等。 随着科学的发展，越来越多的人工合成膜相继被开发出来，应用到各个行业中，起到分离和选择透过等重要作用。高分子功能膜作为人工合成膜中的重要一员，在药物缓释、膜修饰电极、气体分离等领域表现出特殊的分离功能，并因其广阔的应用前景而受到极大的关注。本章将主要讨论高分子功能膜的分离原理，并以主要的分离膜为代表，介绍其制备方法和应用。 8,1 概述 8.1.1 高分子分离膜的分类 高分子分离膜是具有分离功能，即具有特殊传质功能的高分子材料，又称为高分子功能膜。其形态有固态，也有液态。高分子分离膜的种类和功能繁多，不可能用单一的方法来明确分类，现有的分类既可以从被分离物质的角度分，也可以从膜的形状、材料等角度分，目前主要有以下几种分类方式。 8.1.1.1 按被分离物质性质分类 根据被分离物质的性质可以将分离膜分为气体分离膜、液体分离膜、固体分离膜、离子分离膜和微生物分离膜等。 8.1.1.2按膜形态分类 根据固态膜的形状，可分为平板膜(flat membrane)、管式膜(tubular membrane)、中空纤维膜(hollow fiber)、毛细管膜以及具有垂直于膜表面的圆柱形孔的核径蚀刻膜等。液膜是液体高分子在液体和气体或液体和液体相界面之间形成的膜。 8.1.1.3按膜的材料分类 从膜材料的来源来看，分离膜可以是天然的也可以是合成的，或者是天然物质改性或再生的。不同的膜材料具有不同的成膜性能、化学稳定性、耐酸、耐碱、耐氧化剂和耐微生物侵蚀等，而且膜材料对被分离介质也具有一定的选择性。这类膜可以进一步分为以下几类。 (1)纤维素衍生物类纤维素类膜材料是研究最早、应用最多的高分子功能膜材料之一．主要有再生纤维素、硝酸纤维素、二醋酸纤维素和三醋酸纤维素、乙基纤维素等。 (2)聚烯烃类聚烯烃及其衍生物是重要的高分子聚合物，很多都可以用于制备气体分离膜，如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯腈等。 (3)聚酯类涤纶、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二酯这类树脂强度高、尺寸稳定性好、耐热和耐溶剂性优良，被广泛用于制备分离膜的支撑增强材料。 (4)聚酰（亚）胺类尼龙-6和尼龙-66是这一类分离膜材料的代表，常用于反渗透膜和气体分离膜的支撑底布，芳香族聚酰胺是第二代反渗透膜材料，用于中空纤维膜的制备。含氟聚酰亚胺作为具有实用前景的气体分离膜材料目前处于开发阶段。用聚酰胺类制备的膜，具有良好的分离与透过性能，且耐高压、耐高温、耐溶剂，是制备耐溶剂超滤膜和非水溶液分离膜的首选材料，缺点是耐氯性能较差。 (5) 聚砜类这类材料包括聚砜、聚醚砜、聚芳醚砜、磺化聚砜等，是高机械强度的工程塑料，具有耐酸、耐碱的优点，多用于超滤膜和气体分离膜的制备，较少用于微滤，可在80℃下长期使用，缺点是耐有机溶剂的性能较差。

【CN109786826A】一种凝胶聚合物电解质及其制备方法及电池【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910234153.5 (22)申请日 2019.03.26 (71)申请人 惠州亿纬锂能股份有限公司 地址 516006 广东省惠州市仲恺高新区惠 风七路38号 (72)发明人 李强　侯桃丽　陈校军　曾冬冬　 王成云　王晨　 (74)专利代理机构 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人 巩克栋 (51)Int.Cl. H01M 10/0565(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) H01M 10/058(2010.01) (54)发明名称 一种凝胶聚合物电解质及其制备方法及电 池 (57)摘要 本发明提供一种凝胶聚合物电解质及其制 备方法及电池，所述电解质的原料包括非水电解 液以及胶凝剂， 所述胶凝剂包括聚合物单体、交联剂以及引发剂。所述凝胶聚合物电解质解决了 软包电池易破裂漏液的问题，同时具有优异的防 火性能以及较高电导率。权利要求书1页 说明书4页CN 109786826 A 2019.05.21 C N 109786826 A

权　利　要　求　书1/1页CN 109786826 A 1.一种凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述电解质的原料包括非水电解液以及胶凝剂，所述胶凝剂包括聚合物单体、交联剂以及引发剂。 2.根据权利要求1所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述非水电解液包括LiAlCl4·3SO2。 3.根据权利要求1或2所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述非水电解液与胶凝剂的质量比为1:99～99:1。 4.根据权利要求1-3任一项所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，按照质量分数计，所述胶凝剂中交联剂0.01％～50％，引发剂0.01％～50％，余量为聚合物单体。 5.根据权利要求1-4任一项所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述聚合物单体为具有良好成碳性能的聚合物单体； 优选地，所述聚合物单体为丙烯酸单体； 优选地，所述丙烯酸类单体包括丙烯酰胺和/或甲基丙烯酸甲酯。 6.根据权利要求1-5任一项所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述交联剂包括三乙烯乙二醇二丙烯酸酯和/或聚乙烯醇。 7.根据权利要求1-6任一项所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述引发剂包括偶氮二异丁腈、过硫酸钠或过氧叔丁醇中的任意一种或至少两种的组合。 8.一种权利要求1-7任一项所述凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括： 将非水电解液与胶凝剂混合，固化后得到所述凝胶聚合物电解质。 9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述固化的温度为20～100℃； 优选地，所述加热固化的时间为1～120min。 10.一种包括权利要求1-7任一项所述凝胶聚合物电解质的软包电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括： 将电芯浸泡于非水电解液与胶凝剂的混合液中，取出并使所述电芯与隔膜贴合，加热固化，将所述电芯仅性软包封装，化成后得到所述软包电池。 2

高分子膜材料的制备方法

高分子膜材料的制备 方法 xxx级 xxx专业xxx班 学号：xxxxxxx xxx

高分子膜材料的制备方法 xxx （xxxxxxxxxxx，xx） 摘要：膜技术是多学科交叉的产物，亦是化学工程学科发展的新增长点，膜分离技术在工业中已得到广泛的应用。本文主要介绍了高分子分离膜材料较成熟的制膜方法（相转变法、熔融拉伸法、热致相分离法），而且介绍了一些新的制膜方法（如高湿度诱导相分离法、超临界二氧化碳直接成膜法以及自组装制备分离膜法等）。 关键词：膜分离，膜材料，膜制备方法 1.引言 膜分离技术是当代新型高效的分离技术，也是二十一世纪最有发展前途的高新技术之一，目前在海水淡化、环境保护、石油化工、节能技术、清洁生产、医药、食品、电子领域等得到广泛应用，并将成为解决人类能源、资源和环境危机的重要手段。目前在膜分离过程中，对膜的研究主要集中在膜材料、膜的制备及膜过程的强化等三大领域；随着膜过程的开发应用，人们越来越认识到研究膜材料及其膜技术的重要性，在此对膜材料的制备技术进行综述。 2.膜材料的制备方法 2.1 浸没沉淀相转化法 1963年，Loeb和Sourirajan首次发明相转化制膜法，从而使聚合物分离膜有了工业应用的价值，自此以后，相转化制膜被广泛的研究和采用，并逐渐成为聚合物分离膜的主流制备方法。所谓相转化法

制膜，就是配置一定组成的均相聚合物溶液，通过一定的物理方法改变溶液的热力学状态，使其从均相的聚合物溶液发生相分离，最终转变成一个三维大分子网络式的凝胶结构。相转化制膜法根据改变溶液热力学状态的物理方法的不同，可以分为一下几种：溶剂蒸发相转化法、热诱导相转化法、气相沉淀相转变法和浸没沉淀相转化法。

纳米复合水凝胶的研究进展

纳米复合水凝胶的功能化及其研究现状 纳米复合水凝胶的研究现状 水凝胶(hydrogels)是一种适度交联的亲水性高分子,可在水中溶胀,但不溶解[1]。自20世纪40年代以来,水凝胶的物理化学性质得到了广泛关注。水凝胶作为高吸水材料、外科软组织填充材料、软性角膜接触镜和皮肤移植材料、隔水混凝土填加剂、石油回收堵水剂等在卫生、生物医学、建筑、化工等诸多领域具有广泛的应用前景。一般的水凝胶是水溶性高分子通过化学交联构成网络，如聚丙烯酰胺水凝胶，但是由于化学交联凝胶的力学性能较差，所以其实际应用范围受到限制。通过提高交联点密度的方法也可以提高有机交联凝胶的强度，但是其它性能如：光学透明性、吸水(脱水)速率、强度、柔性会大大降低，因而在应用上受到限制。 近年来，纳米技术的发展已进入了一个崭新的阶段，由于纳米材料(粒径1～100nm)独特的尺寸效应和界面效应,其在电子学、光学、机械学、催化等方面呈现出优异的性能[2]。纳米复合水凝胶是将纳米尺寸的无机物粒子分散在水凝胶中形成的复合材料。因为它不仅保持了纳米材料本身的功能特性,而且还将纳米材料的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与水凝胶的软湿性能相结合,从而明显改善水凝胶的物理机械性能、热稳定性。所以是一种极具发展前景的新材料。利用无机纳米粒子作为物理交联剂,如蒙脱土、无机黏土等,已发现合成的有机-无机纳米复合水凝胶在改善其力学性能方面具有显著的效果。 在传统纳米复合材料的启发下，1997年Messersmith[3]等第一次研究了蒙脱土/PNIPAAm纳米复合水凝胶，随后Liang[4]等前人的经验的基础上，合成了改性蒙脱土/PNIPAAm纳米复合水凝胶。2002年，日本Haraguchi [5][6]等，首次报告将锂藻土(Laponite)纳米粒子分散在水中，使N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)单体在Laponite分散液中原位自由基聚合，不添加化学交联剂,得到了聚N-异丙基丙烯酰胺-Laponite纳米复合水凝胶(nanocomposite hydrogel)，这种复合水凝胶拉伸强度约为常见水凝胶的10倍，断裂伸长率高达1300%，约为常见水凝胶的50倍，韧性高，不易拉断;透明性好，如图1。近年来，智能水凝胶作为智能材料

高分子水凝胶综述

高分子水凝胶综述 摘要 在这篇综述中，笔者以高分子水凝胶为探究的领域，围绕其产生、发展、应用等诸方面，浅层次地加以论述。论文大体的探讨方式是这样：首先以高分子水凝胶的出现为基点，考察其定义的由来以及与吸水树脂之间的关系；然后以高分子水凝胶潜在应用价值的属性为导向线，对其进行分类，讨论相应的制备方法和水凝胶性能各类表征方法；接着突出强调环境敏感性水凝胶的制备及响应原理；而水凝胶实际应用及缺陷则作为最后系统概括。 关键词：高分子水凝胶应用性能制备 产生、定义与比较 高分子水凝胶的合成可以追溯到20世纪50年代后期，Wichterle和Lim合成了第一个医用甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）水凝胶[1]。对于高分子水凝胶的定义，各个文献报道的都很接近，即由带有化学或物理交联的亲水性高分子链形成的三维固体网络[2]，在水环境下高分子水凝胶能够发生吸水溶胀，甚至有的吸水能超过其自重好多倍（图1） 图1凝胶吸水溶胀前与溶胀后的比较（左侧为吸水溶胀后，右侧为吸水溶胀前）

同时，笔者发现，高分子水凝胶与吸水树脂之间的关联需要被加以认知。吸水树脂本身就是一种新型功能高分子材料，具有亲水基团，能吸收大量水分而又能保持水分不外流。当水分子通过扩散作用及毛细作用进入到树脂中时，形成的树脂即称为高分子水凝胶。也就是说，吸水树脂是高分子水凝胶的前身，且当树脂经吸水后才成为水凝胶。 此外，对于高分子水凝胶的吸水并且保水的机理也需要加以阐述。从化学结构上来分析，凝胶是分子中含有亲水性基团和疏水性基团的交联型高分子。在凝胶的交联网格里，必然存在很多疏水性基团朝外，亲水性基团朝里的结构，在这样的结构下，亲水性基团与水分子以氢键等方式进行结合，疏水性基团在外头形成的屏障可以有效地间隔不同的内亲水网格，起到容纳水分子容器的作用（图 2）。 O OH R O O H R O O H R O O H R O OH R O OH R O OH R O H H 图2 凝胶保持水分子示意图 图2中，右下侧的疏水性基团是朝内的，这表明凝胶亲水性网格结构内部也是含有非亲水性基团的；而水分子与亲水链上的氧之间形成了氢键。 此外，还能说明一个问题：理论上能够和亲水性基团之间发生水合而吸附在高分子聚合物周围的水分子，其厚度最多不过2~3层，第一层水分子是由亲水性基团与水分子形成的配位键或氢键的水合水，第二层或第三层则是水分子和水合水形成的氢键结合层，作用力随层数的增加而不断减弱。而凝胶之所以能够吸收更多的水分，原因就在于其交联网格结构。这样的结构是包裹式的，以立体三维式取代了平面式，而且链上亲水性基团的复杂交错，给容纳水分提供了优良的环境。

超疏水高分子薄膜的构建

超疏水高分子薄膜的构建 摘要：超疏水表面可表现出防水、防雾、抗氧化、自清洁等重要特性，具有广泛研究前景。对自然界中的“荷叶效应”的仿生研究认为，超疏水性的获得来源于粗糙表面及疏水物质，通常可通过刻蚀、印刷、自组装等方式获得粗糙表面，也可表面化学修饰镀上疏水分子膜。本文就超疏水高分子膜的构建，介绍了含氟聚合物、蜂窝状大分子及电纺技术在构建超疏水大分子膜方面新的思路与探索。关键词：超疏水表面；高分子膜；含氟聚合物；自组装；同轴电纺 超疏水表面一般指与水接触角(WCA)大于150°、滑动角(SA)小于10°的表面。超疏水表面技术的理论研究始于20世纪40年代，来源于对大自然中植物与一些自然现象的认识，最典型的就是荷叶的超疏水性和自清洁功能。而由于超疏水膜在防水、自净、减阻降噪和光电材料等方面巨大的应用前景，90年代以来引起了广泛关注。 1.超疏水表面的构建 植物叶表面具有自清洁效果，以荷叶为代表，称为“荷叶效应”。对荷叶表面的研究认为，这种自清洁特征是由粗糙的表面和疏水蜡状物质共同引起的。中科院江雷课题组[1]研究发现，在荷叶表面微米结构的乳突上还存在纳米结构，这种微米-纳米相复合的阶层结构是引起超疏水的根本原因，并通过实验证明，单纯的微米或纳米结构虽然可以使表面产生超疏水性，但水滴在表面上不易滚动。 (a)(b) (c) 图1[2]荷叶表面微米-纳米复合结构： (a):荷叶表面疏水性照片；(b):荷叶表面微米球SEM放大图-表层纳米粒子分布； (c):荷叶表面微米球结构SEM图。 大量的研究使材料研究者基本形成一个共识：材料表面润湿性通常取决于材料的表面形貌（表面粗糙度）和材料的表面化学性质。这也为超疏水表面的构建

聚丙烯酸凝胶聚合物电解质的合成与性能

聚丙烯酸凝胶聚合物电解质的合成与性能 1 . 1引言 丙烯酸酯类化合物与电解液有很好的相容性，对锂电极有较好的界面稳定性；聚丙烯酸酯的较低的玻璃化转变温度可以增强聚合物链段的运动能力，提 高凝胶电解质的离子导电率。丙烯酸酯类凝胶聚合物电解质在室温下为高弹态，机械性能得到了较大的提高。 本论文以丙烯酸酯类化合物作为凝胶单体，加入液体电解液、交联剂、引 发剂及其它共聚单体，采用现场热聚合工艺合成新型的交联共聚凝胶聚合物电 解质。对丙烯酸酯类凝胶电解质的导电性和机械性能做了详尽的研究，发现丙 烯酸酯类共聚凝胶电解质具有良好的机械性能和较高的离子电导率(高于 5mS/cm)。 1．2凝胶聚合物电解质的制备工艺 水凝胶是一种在水中能够溶胀并保持大量水分而又不能溶解的交联聚合物. 水以键合水、束缚水和自由水等形式存在于高分子网络之中而失去流动性, 使水凝胶柔软而能保持一定的形状[1]。 目前，凝胶聚合物电解质类锂离子电池已实现工业化生产，但是凝胶聚合 物电解质制备工艺存在一定的不足，较明显的问题是电解质的力学性能与电导 率之间的根本矛盾没有得到解决。现在的凝胶电解质的制备工艺程序复杂，导 致生产成本严重增加。制备出的凝胶聚合物锂离子电池的电化学和热化学性能 还不能令人满意。 1．2．1物理交联制备凝胶聚合物电解质 物理交联法制备电解质主要是依靠分子间相互作用力形成的，由于该作用 力较小且不稳定，制备的凝胶电解质在高温或长时间使用时容易发生溶解、溶 胀以及漏液等现象，且普遍存在制作工艺复杂、质量难于控制、生产成本高以 及存在安全隐患等缺点，所以不能满足固体凝胶电池商品化。 (1)Bellcore成膜法

聚合物纳米粒子的制备及其新型物理水凝胶结构的AFM 和SEM 研究

V o l.20高等学校化学学报N o.6　1999年6月 CH E M I CAL JOU RNAL O F CH I N ESE UN I V ER S IT IES 984～986　 [研究快报] 聚合物纳米粒子的制备及其新型物理水凝胶 结构的AF M和SE M研究3 赵艺强　明伟华　胡建华　府寿宽李民乾　陈圣福　熊启华　(复旦大学高分子科学系,聚合物分子工程开放实验室,上海,200433)(中国科学院上海原子核所,上海,201800) 关键词　纳米粒子,物理水凝胶,原子力显微镜,扫描电镜 分类号　O631 凝胶材料是生物系统的重要组成物质,在生物模拟、仿生等方面具有重大意义.最近凝胶方面的研究日益受到关注[1,2],高分子凝胶体系的研究也得到深入开展[3,4].在智能水凝胶、凝胶特性基础研究和医用凝胶材料等领域已取得了较大进展.高分子凝胶就是由液体与高分子网络所组成的能保持一定几何形状的物质.由于凝胶体系的复杂性,新型的凝胶体系被不断发现并见报道.目前,关于高分子凝胶的大部分研究都侧重于聚电解质或亲水性高分子.微乳液的纳米级凝胶的工作则刚刚起步,而纳米级材料也是近年来材料科学发展倍受关注的一个热点.如T ieke[5]等采用可聚合乳化剂在微乳液体系中经粒子间交联得到了高水含量的透明纳米级水凝胶(N anogel);E icke[6]和M eier[7]等用ABA嵌段共聚物的选择溶解性和端基双键聚合制备了基于纳米粒子的高分子网络凝胶.但他们的方法或反应条件苛刻,或需要一些不常用的单体和共聚物.我们曾采用一种改进的微乳液聚合方法[8,9]制备出系列高固含量纳米级微胶乳,聚合物含量提高至40%(质量分数),粒子粒径保持在20～40nm之间,仅使用1%～2%的乳化剂,且乳化剂在微球表面的覆盖率低于30%. 本文在此基础上,首次制得了一种基于高分子疏水纳米粒子(PMM A和PE M A等)的物理水凝胶(N ano2sized p hysical hydrogel或N anogel),其结构特殊,纳米尺寸约20nm,含水量达90%以上.我们用原子力显微镜(A FM)和扫描电子显微镜(SE M)方法对其结构进行表征,揭示了其内部的纳米级网络结构,并探讨了凝胶形成机理. 1　实验部分 1.1　试剂　所用药品均为分析纯,单体甲基丙烯酸甲酯(MM A)、甲基丙烯酸乙酯(E M A)和甲基丙烯酸环己酯(CHM A)等均经重蒸纯化处理,所用水均为去离子水. 112　聚合反应　采用改进的微乳液聚合方法[10],将大部分单体以很慢的速度滴加到已经引发的微乳液体系中,经聚合得到高固含量的微胶乳;引发剂为氧化还原体系:过硫酸铵 (A PS) N,N,N′,N2四甲基乙二胺(TM EDA);反应温度为室温(～25℃). 1.3　水凝胶结构表征　使用N ano scop e a Scann ing P robe M icro scop e仪器(D igital In strum en ts Co.)进行A FM观测,为避免试样变形,采用共振方式(T app ing m ode)观察水凝胶结构.使用S2520SE M扫描电镜(日立公司)进行水凝胶断面的结构观察. 收稿日期:1999203208.联系人:府寿宽.第一作者:赵艺强,男,26岁,硕士研究生. 3国家自然科学基金(批准号:29874010)及教育部博士点基金资助课题.

纳米聚合物水凝胶

纳米聚合物水凝胶 帕特里克schexnailder和古德施密特 摘要技术需要新的和更软材料以及推动新知识基本的了解，导致了重大进展在该领域的纳米复合凝胶。各种复杂的凝胶结构具有独特的化学，物理，生物性能已设计或发现的纳米。可能形成自组装使有机聚合物和超分子形态无机纳米粒子的基石的设计水基凝胶。在这次审查中，我们强调的最新（2004–2008）成就和趋势在创造性的方法来产生结构，性能，和功能在大多数生物技术的应用。我们审查的影响，出版工作总结与大纲的未来发展方向和挑战与设计和工程的新材料凝胶。 关键词水凝胶,纳米复合材料,纳米颗粒,聚合物,硅酸盐,金属纳米粒子 景区简介 最近的进展，化学，物理，生物域结合在生物医学和增长的需求医药行业带来了新的发展纳米复合水凝胶的许多不同的应用。新型聚合物化学和配方以及制造和加工技术支持改进仪器，可以测量和操纵物质在纳米水平[ 1]。理论工作好指南和补充，但是，有时，与实验在跨学科的合作研究迫使科学家边界。纳米和生物技术提供发展机会的复杂和优化软材料与协同性能。可能性控制化学和物理性能的设计三维凝胶结构提供了一个强大的战略多功能工程纳入到凝胶的纳米尺度。本次审查的范围是划定的结构和性能的纳米复合水凝胶的主要合成材料。大多数合成水凝胶纳米复合材料的出版物集中系统聚（环氧乙烷），聚（丙烯酰胺），或聚（乙烯基酒精）作为聚合物。因此，水凝胶纳米复合材料含有这些聚合物将得到了广大我们的注意在本次审查。此外，我们还将讨论聚合物–金属，聚合物–磁性，和天然聚合物纳米复合水凝胶。专利文献是不包括在这个搜索。由于纳米复合聚合物水凝胶有时难以分类相比，纳米复合材料凝胶，在这里我们使用一个更简化定义根据魏斯和terech，“……如果它看起来如“果冻”，它必须是一个凝胶！“[ 2]许多定义凝胶可用，和研究人员并不总是同意什么是一个水凝胶。因此，我们将回顾文献的基础上纳米复合水凝胶和凝胶制成的各种聚合物和无机纳米粒子的大小不同。我们没有任何区别的凝胶和水凝胶。我们将使用条款一样出现在出版物 一般来说，纳米复合聚合物水凝胶可定义为交联聚合物网络肿水的存在，纳米粒子或纳米结构。聚合物交联形成网络通过化学或物理的相互作用（图1）。化学交联由于共价键是永久的。物理相互作用是非共价性质，常因氢键，疏水性，和离子相互作用。交联聚合物网络能够可逆体积变化的响应外界刺激，如组成[由于（德）肿胀]，温度，和pH值。纳米粒子的存在，可以用来要么交联凝胶，吸附或附着于聚合物链，或添加新特性的水凝胶的仅仅是包埋在水凝胶网络。纳米粒子的添加独特的物理特性的聚合物水凝胶等响应机械，光，热，屏障，声，磁，电刺激，等。这些独特的属性导致应用在电子，光学，传感器，执行器和微，以及催化，分离设备，药物输送，和许多其他生物技术领域。组合配方合成和天然聚合物与纳米粒子和生物分子图1聚链吸收脱附的表面锂皂石粒子。插图：循环

水肤兰纳米银抗菌水凝胶健康答疑

水肤兰纳米银抗菌水凝 胶健康答疑 Revised by Chen Zhen in 2021

水肤兰纳米银抗菌水凝胶健康答疑 1、水肤兰纳米银抗菌水凝胶使用后会不会有不适感 答：使用前，请认真阅读使用说明书，只要位置正确，使用得当，不会有任何不适感。 2、水肤兰纳米银抗菌水凝胶有副作用吗 答：水肤兰纳米银抗菌水凝胶为纯天然纳米银制剂，阴道内置给药，直达病灶部位，不被人体吸收，因此使用本品无任何毒副作用。 3、使用水肤兰纳米银抗菌水凝胶会出现依赖性吗 答：不会，应该说使用水肤兰纳米银抗菌水凝胶不存在依不依赖的问题，因为根据成年女性的生理特点，每时每刻都会出现新的致病菌、毒素，淤积在子宫壁的折皱处，这些依存物必须定期及时清杀，这些与人需要定期洗澡、房间需要定期清扫一样。养成定期使用水肤兰纳米银抗菌水凝胶清杀内环境的习惯，就相当于定期为自已的内环境做一次彻底的大扫除。 4、绝经妇女可以使用水肤兰纳米银抗菌水凝胶吗 答：对于已经绝经的女性，为了保健的目的，每周定期使用一支即可。不但可以清杀病菌，清洁生殖器官，预防妇科疾病，更重要的是可以促进女性荷尔蒙的分泌，使皮肤光滑细腻、红润、防止老化。 5、为什么使用水肤兰纳米银抗菌水凝胶后外阴有痒的感觉 答：因为凝胶剂置入阴道深处时，在较好的湿度温度下，使许多毒素、细菌溢出阴道外部。由于阴道内娇嫩、敏感的皮肤受到刺激，因此会感到不适和瘙痒。每个人的免疫功能不同，引起瘙痒程度也不同。出现这种情况，将凝胶涂抹在外阴即可止痒。 6、使用多长时间可将生殖系统病菌清杀干净，以后不再用水肤兰纳米银抗菌水凝胶凝胶了 答：因为女性的生理特点决定了每个月都会来月经，即使这个月致病菌清杀了，下个月还会有一些经血及部分子宫内膜残留在子宫折皱、隐窝处。另外，体内毒素的产生和体表毒

水凝胶的制备及其研究进展

水凝胶的制备及其应用进展 摘要水凝胶是一类具有广泛应用的聚合物材料，它在水中能够吸收大量水分而溶胀，并在溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。由于其特殊的结构和性能，水凝胶自人们发现以来，一直被人们广为研究。本文综述了近些年国内外在水凝胶制备和在生物医药、环境保护等方面的一些研究进展，并对水凝胶的应用前景做了一些展望。 关键词水凝胶药物释放壳聚糖染料吸附 凝胶按照分散相介质的不同而分为水凝胶(hydro-gel)、醇凝胶(alcogel)和气凝胶(aerogel)等。水凝胶的分散相介质是水,它是由水溶性分子经过交联后形成的,能够在水中溶胀并且保持大量水分而不溶解的胶态物质。它在水中能够吸收大量的水分显著溶胀，并在显著溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解。[1]正因为水凝胶的这种特性，水凝胶能够对外界环境，如温度、pH、电场、磁场等条件变化做出响应。近年来，对水凝胶的研究逐渐深入。水凝胶的应用也越来越广泛，不仅在载药缓释、环境保护方面有很大用途，而且在喷墨打印等方面也有越来越大的作用。 一、水凝胶的制备 （一）PVA水凝胶的制备 上世纪50年代,日本科学家曾根康夫最早注意到聚乙烯醇(PVA)水溶液的凝胶化现象。由于PVA水凝胶除了具备一般水凝胶的性能外,具有毒性低、机械性能优良(高弹性模量和高机械强度)、高吸水量和生物相容性好等优点,因而倍受青睐。PVA水凝胶在生物医学和工业方面的用途非常广泛[2]。 龚桂胜，钟玉鹏[3]等人利用冷冻-解冻法制备了不同类型高浓度聚乙烯醇（PVA）水凝胶，研究了PVA水凝胶的溶胀率、拉伸强度和流变特性。他们发现不同类型的高浓度 PVA 水凝胶的力学性能相差较大，高分子量的 PVA 水凝胶的拉伸强度较低；这与低浓度的水凝胶相反。徐冰函[4]首先制备PVA水凝胶，再以PVA 水凝胶作为载体利用反复冷冻的方法成功制备含有二甲基砜的PVA水凝胶。实验制备的MSM/PVA水凝胶具有优良的理化性能，并且可以用于人工敷料的制备。同时研究发现，二甲基矾在PVA水凝胶内缓慢释放,24h后释放量可达55%以上。体外细胞实验证明MSM/PVA水凝胶对细胞无毒副作用,对细胞增殖具有促进作用,其中以1%MSM用VA对细胞的增殖能力最强。

导电水凝胶的构筑设计及应用

第35卷第7期高分子材料科学与工程 V o l .35,N o .7 2019年7月 P O L YM E R MA T E R I A L SS C I E N C E A N DE N G I N E E R I N G J u l .2019 导电水凝胶的构筑设计及应用 刘剑桥1,舒浩然1,王晓玲1,韩 露1,张 晟2,郭 坤1 (1.西南民族大学药学院,四川成都610041;2.四川大学高分子研究所高分子材料工程国家重点实验室,四川成都610065 )摘要:水凝胶因其优良的物理化学性能和生物学特性,被广泛应用于生物医药二功能材料和传感器等领域三导电水凝胶作为一种新型功能凝胶材料,受到了广大科研工作者的青睐三通过将不同类型的聚合物基质与导电填料结合在一起,开发出了多种类型的导电聚合物水凝胶(E C H s )三文中综述了导电水凝胶研究领域的最新动态,详细阐述了导电水凝胶的设计和构筑方法,并讨论了导电水凝胶材料在生物医学和储能系统等领域的应用前景三导电水凝胶材料的构筑二设计和应用研究将促进电子功能材料领域的快速发展三关键词:水凝胶;导电性;构筑设计;功能材料 中图分类号:O 648.17 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2019)07-0182-09 d o i :10.16865/j .c n k i .1000-7555.2019.0199收稿日期:2019-01-25 基金项目:西南民族大学研究生创新型科研项目(C X 2018S Z 78 )通讯联系人:郭坤,主要从事药用高分子材料研究,E -m a i l :g u o k u n l u o h e @163.c o m ;王晓玲,主要从事天然药物化学研究,E -m a i l :w x l 3232@s i n a .c o m 1 引言 水凝胶是指引入亲水基团和疏水基团二含水量高二具有三维网状交联结构的水溶性高分子,其中亲水基团与水分子结合后连接在网络内部,而疏水基团遇水膨胀,它在水中吸水溶胀后保持形状而不被水溶解[ 1] 三根据合成材料的不同,水凝胶可以分为合成高分子水凝胶和天然高分子水凝胶三天然高分子水凝胶有更好的安全性二生物相容性及亲水性,但是天然高分子材料稳定性较差容易降解三因此,开发出结构特别二合成过程简便二智能并具有优异功能的复合水凝胶成为近些 年的研究热点[ 2] 三导电水凝胶(E C H s )是将亲水性基质与导电填料(如金属纳米颗粒二导电聚合物(C P s )或炭黑二石墨二多壁碳纳米管等碳基材料)有机结合的新型复合水凝胶三 导电聚合物水凝胶兼具凝胶材料的力学性质二溶胀性质和导电聚合物的电化学性质,因此,E C H s 在可再生 能源[3~6]二环境工程[7~9]二医疗器械[10~12 ]和药物递送系统[13~16 ]等许多应用领域具有广阔的应用前景,是制 备超级电容器的理想材料之一三近年来,功能水凝胶材料的研究引起了科研工作者广泛的兴趣,一大批性能优异的导电水凝胶材料被研究和报道三本文将重点介绍导电水凝胶材料的研究动态和方向,对导电水凝胶的构筑与设计的思路二性能及相关应用研究进行讨 论与分析,并对其未来的发展进行展望三 2 导电水凝胶的构筑与设计 水凝胶材料的应用随着研究的深入逐渐被延伸三但是,在水凝胶的使用过程中,往往需要其具有一定的功能,而导电性是材料的重要功能之一,因此,导电水凝胶材料是水凝胶领域未来发展的方向之一三目前,导电水凝胶的构筑和设计方法主要有4种:(1)导电填料以悬浮颗粒形式引入形成的导电水凝胶;(2)预聚水凝胶基质中再聚合形成的导电水凝胶;(3)通过掺杂剂分子交联形成的导电水凝胶;(4)通过超分子相互作用自组装作用形成的导电水凝胶三 2.1 导电填料以悬浮颗粒形式引入水凝胶 形成导电水凝胶最直接的方法之一是在导电填料 (如碳基纳米颗粒[17]二金属纳米颗粒[18 ]和导电聚合物[19] )的悬浮液中凝胶化水凝胶单体三石墨烯和碳纳 米管(C N T ) 被广泛用作填料,以改善聚合物复合材料的力学性能及热学性能[20 ],同时提供系统的导电性[21~23 ]三因此,这些无机纳米粒子通过该方法常作为 E C H s 的导电填料三 在典型的合成中,通过在由水凝胶单体二交联剂和氧化石墨烯(G O ) 组成的溶液中加入引发剂,然后通过加热引发自由基聚合,制备了G O /聚丙烯酸(P A A ) 水

银纳米水凝胶文献综述

北京化工大学北方学院NORTH COLLEGE OF BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY （ 2014 ）届本科生毕业设计（论文） 文献综述 题目：银纳米水凝胶的制备及表征 学院：化工与材料工程学院专业：应用化学 学号： 100130075 姓名：李晴 指导老师：冯献起顾明广 教研室主任（负责人）：顾明广 2014 年 5 月17 日

文献综述 前言 本人毕业设计的论题为《银纳米水凝胶的制备及表征》。水凝胶的开发与研究也是探索智能材料的一个重要方向，银纳米水凝胶特殊性能也成了众多学者重点研究对象；大量的文献对银纳米粒子及其水凝胶的制备方法做出了介绍，并深入的研究了纳米银粒子的引入对水凝胶性能的影响；本文将在学习其研究成果的基础上，对银纳米水凝胶的制备及表征等方向做进一步的研究探索。 本文根据国内外学者对银纳米水凝胶的研究成果，借鉴他们的成功经验，在银纳米水凝胶研究中作出新的探索实验，这些文献给本文很大的参考价值。本文主要查阅近几年有关银纳米及水凝胶方向研究的期刊文献。

灵敏材料，是能够感觉到环境或者它们自身状态变化，根据已有的目标作出判断，然后改变其功能的材料。作为灵敏材料最重要的一个分支，形状记忆材料包括形状记忆合金，形状记忆陶瓷和形状记忆聚合物。1941年，Vernon首次提出形状记忆的概念，然而，直到1960s，将交叉链式聚乙烯用于制作高温收缩管和胶片时，人们才认识到形状记忆的重要性。1980s后期开始，主要致力于对形状记忆聚合物开发，1990s得到加速发展，仅在过去5-10年当中，就取得有重大意义的进展[1]。 众所周知，金属纳米材料在力学、光学、催化以及热学和电学等多方面，相对于传统材料而言，有着特殊性能，成为最具研究价值的功能材料。水凝胶是一种能够溶胀于水中，而不会溶解的大分子聚合物，有较好的生物相容性和机械性能，在生物医学、形状记忆等众多领域有着广泛的应用。传统的银离子有着很强的杀菌性能，而纳米银杀菌能力远大于银离子。纳米银可作为复合材料的填充物，如将纳米银添加到氧化硅薄膜，度有此膜的玻璃便会具有光致发光性；添加纳米银的水凝胶，增加水凝胶的抗菌性等。所以，研究银纳米水凝胶的特殊性能，也成了功能材料研究与开发的重要课题。近些年来，国内外众多学者在此做出了重大贡献。 1、国内研究综述 1.1银纳米粒子研究概况 李世林等[2]采用化学还原的方法，以硼氢化钠为还原剂还原硝酸银制备银纳米溶胶，讨论了影响纳米米粒子稳定性因素：电位绝对值随时间的延长而降低，温度和搅拌速度的影响则相反；粒径大小只与搅拌速度有关，搅拌速度越快粒径越小；而升高温度、加快搅拌速度都会提高其稳定性。 朱纯阳等[3]通过胶体溶液制备法，用硼氢化钠还原硝酸银，无尘滤纸吸附制得银纳米粒子，并通过加入不同浓度的荧光素钠，进行了荧光测定，证明了银纳米胶体溶液对荧光具有增强效应。 1.2银纳米水凝胶研究概况 杨立群等[4]采用硼氢化钠还原法还原硝酸银，制备纳米银粉，将银纳米分散到卡波母液中制备含纳米银的水凝胶，并对其进行了大肠杆菌和葡萄球菌的抑菌测试，发现凝胶具有抗菌效果。 潘育松等[5]采用冷冻-解冻循环处理的方法，制备PVA水凝胶，并研究了不同条件下水凝胶的力学性能和溶胀性能，发现凝胶的拉伸强度随其浓度、冷冻-

高分子材料水凝胶在医药领域的主要应用

水凝胶在医药领域的主要应用 李熊 （云南大学化学科学与工程·药学院，制药工程） 摘要：水凝胶是一类具有亲水基团，能被水溶胀但不溶于水的具有三维网络结构的聚合物。由于水凝胶具备高亲水性、渗透性、生物相容性和低摩擦系数，因此水凝胶在医药领域具有广泛的应用前景。本文介绍了水凝胶在医药领域的一些主要应用及前景。 关键词：水凝胶、医药、应用、制备 一、前言 水凝胶是以水为分散介质的凝胶。具有交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团而形成能遇水膨胀的交联聚合物，是一种轻度交联的三维空间高分子网络体系，性质柔软，能保持一定的形状，吸收大量的水而不溶于水。凡是水溶性或亲水性的高分子，通过一定的化学交联或物理交联，都可以形成水凝胶。 水凝胶除了具备上述优良的应用特性外水凝胶还具备其特殊的环境响应性。近年来，许多研究表明，水凝胶在一些环境因素，如离子、电场、介质、温度、pH值、光、应力、磁场等变化时，水凝胶的形状、光学、渗透速率等理化性质会随环境因素的变化发生突跃型可逆性的响应。这一特性，特别是水凝胶在温度及PH影响下发生的响应性变化，已然成为医药领域功能性高分子的一大研究热点。 二、水凝胶在医药领域主要应用 2.1药物控释领域 水凝胶具备传递药物分子的孔道，并且在不同的生理环境会有不同的响应，适合作为水溶性药物及不抗胃肠道蛋白酶分解药物的载体。 温度敏感型水凝胶是一种随环境温度变化而发生可逆性收缩-膨胀的智能水凝胶，当温度比温度敏感型水凝胶的体积相变温度高或者低时，水凝胶处于收缩或者膨胀状态，在低温时将浸入药物溶液中，水凝胶吸收药物溶液膨胀，在高温时，水凝胶收缩向外挤出药物溶液，使得药物得以定点释放。为避免药物服用后通过水凝胶的孔道扩散，并且在升温后药物释放速度极快，Hoffman等[1]在水凝胶原料聚合物链上引入疏水基团，温度高于水凝胶的体积相变温度的时候，水凝胶表面收缩形成一层薄而致密的疏水层阻止药物向外释放，当温度低于体积相变温度时，水凝胶膨胀，疏水层也随水凝胶的体积膨胀而消失，药物从而以自由扩散的形式向外恒速释放。借由上述机理，可制成用于药物控释的智能开关释放系统。类似与温度敏感型水凝胶，PH 敏感型水凝胶也可制成药物控释制剂，甚是可以制成PH温度双重敏感型的水凝胶[2]，以及制成多层水凝胶，不同层的水凝胶具有不同的环境响应性，从而控制药物的释放时间、速度和位置。 2.2组织工程领域 组织工程的关键在于制备具备生物相容性且可以生物降解吸收的细胞支架。由于水凝胶网络中充斥有大量的水分，使得整个材料具有一定的流变学特性，这与充盈有大量水性液体的机体组织极其相似。柔软、润湿的表面及其组织的亲和性大大减少了材料对周围组织的刺激性，使得水凝胶聚合物具

高分子膜材料

高分子膜材料 姓名：*** 指导老师：** 专业：高分子材料2011年6月8号

摘要：高分子膜材料具有制备简单、性能稳定以及与指示剂相容性好等特点。本文介绍高分子膜材料的分类、性能以及高分子膜材料在工业、农业以及日常生活中的应用，主要是论述高分子膜材料的研究进展以及发展前景等。 前言：高分子膜材料虽然很早就出现，但是对它的研究还是近些年来才开始。在上世纪20年代，由于石油工业的发展促进了三大合成材料品种的不断增多，高分子膜材料的应用范围也在逐渐扩大。由包装膜开始，在30年代已经将纤维膜应用于超滤分离；40年代则出现了离子交换膜和点渗析分离法；50年代出现了饭渗透法膜分离技术；60年代又加拿大和美国学者分别成功的制造出了高效能膜和超过滤膜，总之，国外高分子膜材料技术的发展是迅速的。近年来，我国的科研工作者也开始重视这方面的研究，膜的汇总类及应用范围在不断扩大，其中用量最大的是选择性分离膜，如离子交换膜、微孔过滤膜、超过滤膜、液膜、液晶膜等等。目前已应用的领域有核燃料及金属提炼、气体分离、海水淡化、超纯水制备、污废处理、人工脏器的孩子早、医药、食品农药、化工等各个方面。

众所周知，进入二十一世纪以后，环境已经成为制约各国发展的重要因素，各种各样的工业废水、废气以及工业垃圾对环境造成了巨大破坏。而高分子膜材料以其独特的微处理性可以很好的清除废水、废气以及工业垃圾中所含有的有毒重金属、有机物和矿物质等物质，因而在新世纪高分子膜材料必然迎来新的发展。

目录 第一节：高分子膜材料的研究分类 (2) 第二节：各种高分子膜材料的的介绍 (3) 第三节：高分子膜材料的发展前景 (5) 第四节：高分子膜材料的性能 (6) 第五节：高分子膜材料的应用 (8) 参考文献 (11)

聚合物凝胶电解质制备实验报告

智能凝胶的制备及配方 摘要：高分子凝胶是由具有三维交联网络结构的聚合物与低分子介质共同组成的多元体系,其大分子主链或侧链上含有离子解离性、极性或疏水性基团,对溶剂组分、温度、pH值、光、电场、磁场等的变化能产生可逆的、不连续(或连续)的体积变化,所以可以通过控制高分子凝胶网络的微观结构与形态,来影响其溶胀或伸缩性能,从而使凝胶对外界刺激作出灵敏的响应,表现出智能。 1.概述： 水凝胶是一种柔软、湿润的网络结构材料，在仿生材料或生物医学材料领域有广泛的应用前景。但传统的水凝胶机械性能差，限制了其应用。目前，人们主要通过合成具有拓扑结构、双网络结构（DN gel）的水凝胶、或者采用纳米复合或click技术来提高水凝胶的机械性能。本实验主要以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体制备第一网络。以丙烯酰胺（AAM）为单体作为第二网络并均匀分散于第一网络中，并聚合成第二网络。以N，N '-亚甲基双丙烯酰胺（NMBA）为交联剂，以过硫酸铵（APS）为引发剂，以去离子水作为溶剂进行反应，得到双网络水凝胶（DN凝胶）。分别考查了不同AAM含量以及不同引发剂用量DN凝胶的拉伸性能及溶胀性能。 2.实验材料 2.1实验药品

丙烯酰胺（AAM）； 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）； NN'-亚甲基双丙烯酰胺（NMBA）； 过硫酸铵（APS）； 去离子水； 2.2实验仪器 REGER-300型微机控制万能材料试验机； HH-1 型电热恒温水浴锅（北京科伟永兴仪器有限公司）； ZD79-B真空干燥箱（北京兴争仪器设备厂）； FA1104A电子天平（上海精天电子仪器厂）； 其他：烧杯，玻璃片，表面皿，量筒，玻璃棒，滴管，镊子，小刀，封口膜等。 3.实验过程 3.1 聚合物第一网络(PAMPS)系列 ①将一定量的水、精制AMPS 、过硫酸铵、N,N '-亚甲基双丙烯酰胺加入烧杯中，得到无色透明溶液。 ②将上述溶液，加入两片载玻片和橡胶隔层制成的模具中，密封。 ③将上述模具放入60℃水浴中加热，恒温下反应4个小时后，停止反应。即得无色透明凝胶。 ④出料时，将四组反应产物从玻片中取出。 表1 第一网络配方

膜材料与常用高分子材料

常见的专用术语： COD—化学需氧量BOD—生化需氧量COC—化学耗氧量OC—耗氧量SS—悬浮物SDI—污染指数TDS—总溶解固体物

一、工程塑料 塑料：以合成树脂为主要组成的材料，通常可在加热，加压条件下塑造成一定形状的产品。 1．塑料的组成 ①合成树脂---由低分子化合物通过缩聚或聚合反应合成的高分子化合物，是塑料的主要组成，决定塑料的类型及基本性能。 ②添加剂-----改进性能 固化剂促进交连-----体型网状结构----更坚硬，稳定 增塑剂提高树脂的可塑性和柔软性 稳定剂防止受热，光作用而过早老化 润滑剂防止成型过程中粘模 着色剂着色 阻燃剂阻燃 填料等增强，性能改造 增强剂石墨，三硫化钼，石棉纤维和玻璃纤维等。 2．塑料的分类及特点 （1）按热性能分类 热塑性塑料加热时软化，可塑造成型，冷却后复硬，可反复进行。 优点：加工成型简便，机械性能较好，是塑料中性能较好的工程塑料。 缺点：耐热性和刚性较差。 典型品种：聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯及其共聚物ABS（丙烯腈，丁二烯和苯乙烯），聚甲醛，聚碳酸酯，聚苯醚等。 热固性塑料初加热时软化，可塑造成型，固化之后再加热将不再软化，不溶于溶剂。 优点：耐热性好，受压不易变形。 缺点：机械性能不好（可加入填料来提高强度） 典型品种：酚醛，环氧，氨基，不饱和聚酯，聚硅醚树脂等。 （2）按使用范围分

通用塑料应用范围广，生产量大，价廉 如：聚氯乙烯，聚苯乙烯，聚烯烃，酚醛塑料和氨基塑料等。 工程塑料综合工程性能（机械性能，耐热耐寒性能，耐蚀性和绝缘性等）良好。如：聚甲醛，聚酰胺，聚碳酸酯，ABS等。 耐热塑料可在较高温度下工作（100~200℃） 如：聚四氟乙烯，聚三氟氯乙烯，有机硅树脂，环氧树脂。 3．常用塑料简介 常用材料及性能