国内纤维素衍生物水凝胶哪个课题组做的好

发布网友发布时间：2022-04-30 00:53

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热心网友时间：2022-06-27 14:16

xianweisu yanshengwu，纤维素衍生物，cellulose derivatives，纤维素衍生物是以纤维素高分子中的羟基与化学试剂发生酯化或醚化反应后的生成物。按照反应生成物的结构特点可以将纤维素衍生物分为纤维素醚和纤维素酯以及纤维素醚酯三大类。实际商品化应用的纤维素酯类有：纤维素*酯、纤维素乙酸酯、纤维素乙酸丁酸酯和纤维素黄酸酯。纤维素醚类有：甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、氰乙基纤维素、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素等。此外，还有酯醚混合衍生物。

热心网友时间：2022-06-27 14:17

纤维素醚水凝胶研究进展

高分子水凝胶概述
自然界中广泛存在着一类能吸收一定体积的流体而胀大并保持一定的形状的物质。这些物质被人们称为凝胶。用科学的语言来说，高聚物以分子状态分散在溶剂中形成的均相混合物称为高分子溶液，当浓度大时其中的高分子链相互交联使其失去了流动性，这样即成为了凝胶。凝胶是一种特殊的分散体系，其中胶体颗粒或高聚物分子链羟丙基甲基纤维素热引发水凝胶的制各与性能研究以化学键或物理作用相互连接，搭成架子，形成空间网状结构，液体或气体充满在结构空隙中，形成溶胀体。其性质介于固体和液体之间，从外表看，它成固体状或半固体状，有弹性；但又和真正的固体不完全一样，其内部结构的强度往往有限，易于破坏。
我们根据溶胀介质的不同可以把凝胶分为三类：水凝胶( Hydrogel)：以水为溶胀介质的高分子；油性凝胶(Lipogel)：以非水性有机物为溶胀介质的高分子；气性凝胶( Aerogel)：以气体为溶胀介质的高分子。
水凝胶能吸收和保持大量水分却不溶解于水[28，29]，具有由亲水性高分子构成的三维网络状结构，这些结构可以由均聚物组成，也可以由共聚物组成。水凝胶因为这些聚合物分子间的化学或物理交联而不溶于水。根据高分子间交联的性质不同，水凝胶又可分为化学凝胶和物理凝胶【30]。化学凝胶中的高分子是由共价键连接起来的，而物理凝胶中的高分子是由相对较弱的力（如：范德华力，疏水作用，氢键，离子键等）或者高分子间的缠绕所连接的‘31】。
水凝胶有天然的与合成的之分。自然界中绝大多数的生物，植物内存在的天然凝胶以及许多合成高分子凝胶均属于永凝胶。水凝胶根据网络大分子来源的不同可分为合成高分子凝胶与天然高分子凝胶。生物体内存在的生物高分子水凝胶主要是胶原及其分解产物明胶以及多糖类，由于它们生物相容性良好，这些天然高分子水凝胶已广泛应用于医疗领域。而合成高分子水凝胶一般力学性能较好，因此目前已有很多合成聚合物水凝胶，最多的是丙稀酸衍生物的均聚物或共聚物，以及丙稀酰胺衍生物的均聚物或共聚物。
某些水凝胶受到外界环境中微小的化学／物理的刺激或感应到微小的变化时，其自身的性质会发生明显的变化。这样的水凝胶被人们成为智能水凝胶(Intelligent hydrogels or Smart hydrogels)，与其他不具备这种性质的水凝胶（传统水凝胶）区别开来。这些外界环境的刺激可以是pH值、温度、溶剂、离子强度、光、电场、磁场、化学物质等。温敏水凝胶和pH敏感水凝胶在环境响应性聚合物水凝胶材料中被研究得最多，占据十分重要的位置。这类凝胶的突出特性是当外部环境发生微小变化时，其体积会随之发生数倍或数十倍的变化，当达到并超过某临界区域时，甚至会发生不连续的突跃式变化，即所谓的体积相转变( Volume Phase Transition)。自从1975年Tanaka首次发现智能水凝胶并着手对其不连续的体积变化进行研究以来，有关智能型水凝胶的合成、理化性质以及凝胶结构之间相互关系的研究就十分活跃。智能水凝胶迅速成为了许多学者研究重点，其中水凝胶发展最为迅速。由于智能水凝胶的独特响应性，在化学转换器、记忆元件开关、传感器、人造肌肉、化学存储器、分子分离体系、活性酶的固定、组织工程、药物载体、细胞培养以及活性酶包埋等领域具有很好的应用前景[32】。
可以用来合成水凝胶的单体很多，大体包括天然的和合成的两大类。天然单体的突出特点是具有更好的生物相容性和低廉的价格，其中壳聚糖基水凝胶的研究最为活跃；而合成单体的特点是种类齐全，几乎可以合成出能响应所有典型外界刺激的水凝胶，其中以丙烯酰胺及其衍生物的均聚物和共聚物，丙烯酸及其衍生物的均聚物和共聚物为主，逐包括乙烯基吡啶等。
常用的合成水凝胶的方法有：(1)交联聚合：可以采用不同种类的单体使水凝胶具有特殊的物理或化学性质，在聚合过程中需要加入适量的交联剂，根据所采用的单体和溶剂，可以考虑采用电离辐射、紫外照射或化学引发聚合。(2)聚合物的转变：从聚合物出发制备水凝胶有物理交联和化学交联两种。物理交联通过物理作用力如静电作用、离子相互作用、氢键、链的缠绕等形成。化学交联是在聚合物水溶液中添加交联剂，如在PVA水溶液中加入戊二醛可发生醇醛缩合反应从而使PVA交联成网络聚合物水凝胶。(3)载体接枝共聚：水凝胶的机械强度一般较差，为了改善水凝胶的机械强度，可以把水凝胶接枝到具有一定强度的载体上。在载体表面产生自由基是最为有效的制备接枝水凝胶的技术，单体可以共价地连接到载体上。通常在载体表面产生自由基的方法有电离辐射、紫外线照射、等离子体激化原子或化学催化游离基等【33】，其中电离辐射技术是最常采用的产生载体表面自由基的一种技术[34, 35]。(4)互穿聚合物网络：IPN( Intefpenetrating Polymer Networks)技术是一种对聚合物进行改性的方法，它被认为是以化学方法来实现物理共混的一种新技术。通过互穿网络的形式可使原来不能共混的线型聚合物通过单体在聚合物或天然高分子之间聚合交联成一整体，使产物兼具两种或两种以上聚合物的性质