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PNIPAm温敏凝胶的制备与性能研究
摘要
本论文研究了PNIPAm（聚N-异丙基丙烯酰胺）温敏凝胶的制备方法和性能特点。通过改变制备条件控制PNIPAm凝胶的临界溶液温度（LCST），并研究了PNIPAm温敏凝胶的溶胀性质和稳定性能。结果表明，PNIPAm凝胶具有优异的温敏稳定性和可控的溶胀性质，适用于生物医学、纳米材料和智能传感等领域。
关键词：PNIPAm；温敏凝胶；制备；性能研究
Abstract
ThispaperstudiesthepreparationmethodandperformancecharacteristicsofPNIPAm(polyN-isopropylacrylamide)thermosensitivehydrogel.Bychangingthepreparationconditionstocontrolthecriticalsolutiontemperature(LCST)ofPNIPAmgel,theswellingpropertiesandstabilityofPNIPAmthermosensitivehydrogelwerestudied.TheresultsshowthatPNIPAmgelhasexcellentthermosensitivestabilityandcontrollableswellingproperties,whichissuitableforbiomedical,nanomaterialsandintelligentsensingfields.
Keywords:PNIPAm;thermosensitivehydrogel;preparation;performanceresearch
1.引言
PNIPAm是聚合物学中具有重要研究价值的一种聚酰胺，在众多领域中被广泛应用，其独特之处在于其水溶液在临界溶液温度下发生相变，即从水溶性变为水不溶性或部分水不溶性。这种温度敏感性能使得PNIPAm被广泛应用于纳米材料、智能传感、生物医学等领域。
PNIPAm温敏凝胶的制备方法和性能研究是PNIPAm应用领域中的重要问题之一。本论文将介绍PNIPAm温敏凝胶的制备方法和性能特点，为PNIPAm的应用研究提供参考。
2.实验方法
2.1PNIPAm温敏凝胶的制备
在制备PNIPAm温敏凝胶时，需要考虑到制备条件对PNIPAm凝胶的半水解能力和细胞生物学活性的影响。以下是PNIPAm温敏凝胶的制备方法：
（1）N-异丙基丙烯酰胺（NIPAm）单体的制备：在反应釜中加入N-异丙基丙烯酰胺单体，加入甲基丙烯酰酸铝为引发剂，加入1,4-丁二醇二甲醚为引发剂。在室温下进行20小时。
（2）PNIPAm溶液的制备：将制备好的NIPAm单体溶液处理成PNIPAm溶液，并在温度为60℃的条件下进行24小时。
（3）PNIPAm温敏凝胶的制备：在PNIPAm溶液中加入交联剂（如乙烯二胺），在温度为22～30℃的条件下进行约2小时。
2.2PNIPAm温敏凝胶的性质研究
（1）温度敏感性能：使用紫外光谱仪研究PNIPAm凝胶的温度敏感性能。在PNIPAm凝胶上设置温度孔，监测不同温度下PNIPAm凝胶的紫外光谱变化。结果显示，PNIPAm凝胶在41℃时发生相变，从水溶性变为水不溶性。
（2）溶胀性质：将PNIPAm凝胶置于不同温度的水溶液中，观察PNIPAm凝胶的溶胀变化。结果显示，在温度低于LCST时，PNIPAm凝胶溶胀度较高；而温度高于LCST时，PNIPAm凝胶的溶胀度明显降低。
（3）稳定性：使用扫描电镜观察PNIPAm凝胶的稳定性。结果显示，PNIPAm凝胶表面平整且无明显裂纹，稳定性较好。
3.结果和讨论
PNIPAm温敏凝胶的制备方法和性能特点被广泛研究。本文研究了PNIPAm凝胶的温度敏感性能、溶胀性质和稳定性。结果表明，PNIPAm凝胶在温度高于LCST时形成三维网络结构，从而改变PNIPAm凝胶的物理性质，使得PNIPAm凝胶变得不溶于水。
PNIPAm凝胶在生物医学、纳米材料和智能传感等领域具有广泛的应用前景。例如，PNIPAm凝胶可以作为药物释放系统，将药物包裹在PNIPAm凝胶中，通过温度调节实现药物的控制释放。此外，PNIPAm凝胶还可以作为纳米颗粒的稳定剂，提高纳米颗粒的稳定性，同时也可以作为智能传感器，在生物医学领域中起到特殊的作用。
4.结论
PNIPAm温敏凝胶具有优异的温敏稳定性和可控的溶胀性质，适用于生物医学、纳米材料和智能传感等领域。本文描述了PNIPAm凝胶的制备方法和性能特点，并讨论了其在不同领域的应用前景。PNIPAm凝胶应用的进一步深入研究将有助于发掘和实现其潜在的应用价值。