2.1 聚N-异丙基丙烯酰胺的性能特征
聚N-异丙基丙烯酰胺在室温下溶解在水中成为均称的溶液,聚合物的溶解度下降由于溶液温度的升高,水溶液发生相分离而析出当温度到达一定程度;但在聚合物的温度减小时,发生了可逆的变回本来在低温下的状态而溶于水。这个温度叫低临界溶解温度[7],也可以叫作低相变温度(LCST)。添加交联剂在其发生聚合反应的时候,就形成了PNIPAM水凝胶。温度提高至30℃-35℃之间时,发生了较高的溶胀在常温下,水凝胶会急剧的收缩, 溶胀水平忽然减弱。碳碳双键能够开启,同时会在于单体之中发生聚合,它具有着疏水性的异丙基,同时有着亲水性的酰胺基。
2.2 PNIPAAm类水凝胶的温敏机理
PNIPAAm的分子构造中存有着疏水性的异丙基基团,同时还存有着亲水性的酰胺基团[8]。其温敏性和它的这种构造有关许多研究者认为。其分子之间有着一定比例的亲水基团以及疏水基团是目前比较被人们认可的看法。①有着氢键作用力,在亚胺基以及羰基与四周水分子之间;②疏水缔合发生在聚N-异丙基丙烯酰胺分子中。在低温时,发生氢键的作用羰基、亚氨基与四周的水分子之间,是聚N-异丙基丙烯酰胺和水之间发生互相的反应的关键。大分子链四周的水分子构成了有序化水平较高的溶剂化壳层,因为有着氢键以及范德华力,此时有着较好的亲合性在PNIPAAm的分子链与溶剂之间,能够溶解在水中。随着温度的提高,水与聚N-异丙基丙烯酰胺之间的相互作用参数发生变化[9],当达到其LCST之上时,大分子间的疏水相互作用增强,构成疏水层。破坏了疏水大分子链的溶剂化层,同时破坏了个别的氢键,表现为相变的水分子从溶剂化层排出,出现温敏性。NIPAAm类水凝胶发生体积变化是其宏观上的体现;NIPAAm类聚合物的溶液发生变化。
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3.1 PNIPAAm均聚物和共聚物合成
合成PNIPAAm类水凝胶的方式是接枝共聚,合成水凝胶的方式还有单体交联聚合,还有其他水溶性高分子交联或转变也是合成的方式。交联共聚[10]是现在制备水凝胶用的较多的方法,单体的接枝共聚也是常用的方法。