温度和pH双重敏感性水凝胶的制备及表征

摘要

在5种不同温度下聚合交联,制备了一系列温度和pH双重敏感性聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-衣康酸)水凝胶。实验发现,15、25℃得到的凝胶是透明的,45、55℃得到的凝胶是白色不透明的,而在相转变温度附近(35℃)得到的凝胶则是半透明的。FTIR测定表明,它们具有相似的化学组成和结构。SEM观察证实,它们具有不同的表面形态。测定了不同温度和pH下达到平衡时水凝胶的溶胀比,考察了水凝胶在水和强酸性溶液中的去溶胀动力学。结果表明,与15℃或25℃制备的水凝胶相比,45℃和55℃制备的水凝胶的性能有显著提高:(1)溶胀比大为增加。15℃或25℃制备的水凝胶在25℃时溶胀比分别为65.3和68.1,而45℃和55℃制备的水凝胶此时溶胀比分别高达105.7和110.1;(2)45℃和55℃制备的水凝胶在极端环境下对温度的变化仍具有较快的响应速率。例如在温度为60℃,pH=1.67的强酸条件下,45℃和55℃制备的水凝胶在60 min内皆可失去95%的水,而15℃或25℃制备的水凝胶在120 min内只能失去42%左右的水。