【doc】丝素蛋白-聚氨酯两性水凝胶的制备及性能研究

【doc】丝素蛋白-聚氨酯两性水凝胶的制备及性能研究 丝素蛋白-聚氨酯两性水凝胶的制备及性能 研究 2012年3月 第36卷第2期 安徽大学(自然科学版) JournalofAnhuiUniversity(NaturalScienceEdition) March20l2 VO1.36No.2 丝素蛋白/聚氨酯两性水凝胶的制备及性能研究 杨伟平,张海龙,卢敏,许戈文 (安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,安徽合肥230039) 摘要:采用2,2一二羟甲基丙酸(DMPA)和N一甲基二乙醇胺(MEDA)分别作为阴,阳离子型扩 链剂,在聚氨酯(PU)预聚体结构上先后引入两种离子型的亲水基团,再将制得的聚氨酯预聚体与丝素 蛋白(sF)水溶液混合交联,得到SF/PU两性水凝胶.通过衰减全反射(ATR),扫描电子显微镜(SEM)表 征其结构,微观形貌及多孔结构.结果表明:制备出的SF/PU两性水凝胶具有明显的孔洞结构,孔径分 布在15m左右.通过测试在不同条件下的吸水溶胀比(sR)和平衡溶胀含水量(EWC),分析了两性水 凝胶的溶胀动力学机理.通过万能实验拉力机测试了两性水凝胶的机械性能,当SF/PU比例为65/35 时,水凝胶材料的压缩强度达到最大值,为0.577MPa;当SF/PU为50/50时水凝胶有着最大变形率,为 85.8%. 关键词:两性;丝素蛋白;聚氨酯;水凝胶 中图分类号:0631文献标志码:A文章编号:1000—2162(2012)02—0074—08 Studyonthepreparationandproperties ofamphotericsilkfabroin/polyurethanehydrogels YANGWei—ping,ZHANGHai—long,LUMin,XUGe—wen fCollegeofChemistryandChemicalEngineering&KeyLaboratoryofEnvioment— Friendly PolymerMaterialsofAnhuiProvince,AnhuiUniversity,Hefei230039,China) Abstract:Twotypesofionichydrophilicgroupswereintroducedintothepolyurethane(PU)prepolymer chainbyadopting2,2一dimeth0xypropionicacid(DMPA)andN— methyldiethanolamine(MDEA)asanionic andcationicgroupsrespectively.ThenanovelamphotericSF/PUhydrogelwasfabricatedbymixingthe obtainedPUprepolymerwithsilkfabroin(SF)aqueoussolution.Attenuatedtotalreflection(ATR)and scanningelectronmicroscope(SEM)wereusedtocharacterizethestructureandmicroporoussurfaceSEM imagesrevealedmicroporoussurfacewithporesizeof15maround.Thestudyalsoanalyzedtheswelling behaviourofamphotericSF/PUhydrogelsfromthetestofSRandEWCindifferentcondition.Themechanical propertiesweretestedbytheuniversaltestmachineandtheresultshowedthatthepreparedamphotericSF/PU hydrogelshadgoodmechanicalproperties.Themaximumcompressivestrengthwas0.577MPawhenSF/PU was65/35.whilethemaximumdeformationwas85.8%whenSF/PUwas50/50. Keys:amphoteric;silkfabroin;polyurethane;hydrogel 收稿日期:2011—07—15 作者简介:杨伟平(1987一),男,安徽合肥人,安徽大学硕士研究生;许戈文(通讯作 者),安徽大学研究员,硕1生 导师,E—mail:xugw@china.com. 引文:杨伟平,张海龙,卢敏,等.丝素蛋白/聚氨酯两性水凝胶的制备及性能研究[J].安徽大学:自然科学 版,2012,36(2):74—81. 第2期杨伟平,等:丝素蛋白/聚氨酯两性水凝胶的制备及性能研究75 水凝胶是一类具有亲水基团,能被水溶胀但不溶于水的聚合物,由于其在水中可溶胀至平衡体积仍 保持其形态不变,可以吸收大量的水而不改变其本身的结构整体性,因而被广泛应用于生物医学等领 域.采用天然材料作为合成水凝胶的原料,可以同时获得天然高分子和合成高分子的优点,因此,该方面 Et益引起人们的关注?. 近年来,有关两亲性的pH响应型水凝胶的研究也逐渐增多,由于同时带有正电荷和负电荷,使得 这类水凝胶既能在碱性介质中溶胀,也能在酸性介质中溶胀.但目前天然的两性水凝胶如利用壳聚糖制 备的水凝胶尽管生物相容性好,具有生物可降解性能,但是由于其组分不可调控,因此限制了其应用 范围一. 聚氨酯(PU)是由多元醇,小分子扩链剂与多异氰酸酯聚合反应生成的共聚物,由于具有良好的生 物相容性和优异的机械性能,以及良好的生理可接受性,使得聚氨酯材料可以保持长期植入人体的稳定 性].丝素蛋白(SF)作为一种天然高聚物,有着低生物降解性,优良的机械性能和可加工性能,同时具 有良好的生物相容性,因此引起了各个领域学者的研究兴趣,另外,由于其含有大量的氨基酸,使得其结 构中含有大量氨基,能够保持较高的生物化学活性. 基于上述思路,作者将丝素蛋白和聚氨酯作为合成水凝胶的两个组分,首先将异佛尔酮二异氰酸酯 (IPDI)与聚氧化丙烯二醇(PPG),聚乙二醇(PEG)混合多元醇预反应,再先后加入2,2一二羟甲基丙酸 (DMPA)和N一甲基二乙醇胺(MDEA),分别作为阴离子型和阳离子型的亲水扩链剂,在此基础上合成 NCO封端聚氨酯预聚体,再与丝素蛋白水溶液混合进行交联反应得到具有两亲性的丝素蛋白/聚氨酯 水凝胶.采用全反射红外光谱法(ATR)和扫描电镜(SEM)对水凝胶的结构进行表征,通过测定不同环 境条件下水凝胶的吸水溶胀比和平衡溶胀含水量,研究两性水凝胶的吸水溶胀行为,以期得到pH响应 快,机械性能良好的水凝胶材料. 1实验部分 1.1实验试剂与材料 异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),工业品,德国Bayer公司;聚氧化丙烯二醇(PPG),Mn=2000,工业 品,南京钟山化工有限公司;聚乙二醇(PEG),Mn=2000,工业品,天津光复化工股份有限公司;2,2一 二羟甲基丙酸(DMPA),工业品,瑞士Perstop公司;一缩二乙二醇(DEG),分析纯,中国医药集团上海化 学试剂公司;N一甲基二乙醇胺(MDEA),进口分装,德国BASF公司;三乙胺(TEA),分析纯,上海宁新 化工试剂厂;二月桂酸二丁基锡(T一12),中国医药集团上海化学试剂公司,用邻苯二甲酸二丁酯 (DBP)作溶剂,配成3%溶液使用;蚕茧,安徽农业大学提供;碳酸钠(NaCO,),溴化锂(LiBr),分析纯, 天津市博迪化工有限公司;透析袋,上海欧韦达仪器科技有限公司,截留分子量:14000. 1.2丝素蛋白/聚氨酯两性水凝胶的合成 1.2.1NCO封端的聚氨酯(PU)预聚体的合成 在干燥氮气保护下,将计量真空脱水后的不同比例的PPG和PEG混合物与IPDI加入250mL的三 口烧瓶中.待体系混合均匀后升温至85?反应1.5h,加入计量的DMPA恒温80?反应1h,再加入计 量的DEG以及催化剂T—l2在6OcIc反应3h.将反应体系降温至40qC,用恒压漏斗滴加计量的MDEA 反应2h,得到分子链上带有大量羧基和叔胺基团的NCO封端聚氨酯预聚体. 1.2.2丝素蛋白(SF)水溶液的制备 将蚕茧剪碎后称取10g,在1L0.5wt%的NaCO水溶液中煮沸40min以上以除去丝胶,然后用去离 子水反复洗涤数次.经过上述处理后,在40?真空干燥箱中放置72h后在4Occ恒温条件下溶解于 9.5tool?L的LiBr水溶液中.将所得到的含有丝素蛋白的溶液用滤布过滤,去除未溶解的少量蚕丝.之 后将滤液装入截留分子量为14000的透析袋,放置在盛满去离子水的大烧杯中透析3d,其间每隔12h换 一 次水.透析之后的丝素蛋白水溶液倒人离心管中,在6000r?min转速下离心10min以除去不溶杂质, 将上清液放在4?的冰箱中保存,备用.采用传统称重法测得所制备的丝素蛋白水溶液的固含量为5wt%. 76安徽大学(自然科学版)第36卷 1.2.3SF/PU两性水凝胶的制备 取适量上述端异氰酸根的聚氨酯预聚体,在抽真空条件下,与计量的三乙胺(TEA)中和成盐,维持 搅拌5min,然后加入计量的丝素蛋白水溶液,缓慢搅拌5rain后体系开始固化,停止搅拌放置20mln, 整个过程保持体系温度在30?左右.维持体系温度6h后,即得到两性的SF/PU水 凝胶.SF/PU两性水 凝胶的具体制备路线如图1所示. NCO + NCO ,一 叶}一cH2_o CH3 .cNV叶;一誉一. CH3 , 叶;一g2一 CH3 OCN OH III C—NHO .一,… 1lDMPA 趣点. INMA H2?H C(CH20,NCO CH, .,. }一2_O CH3 OCN C If O O Il C— H3CCH3 C—N III oH HO H!?H .一c I 毒H2.一i.ICHlN—H CH3 C14 .. H2cOONH(cH!cH3)3 H I o II c I H, I丝索赁白水溶液 SF/PU两性水凝胶 图1两性SF/PU水凝胶的制备路线 Fig.1PreparationofamphotericSF/PUhydrogels (,}{ CH HL 0 一 工u HC?C O H 一_ H 一 HC,? HC O N?H — C0 一 O 一 2HC 一 1一HC 一 N?C — C , OH fI, CN — O 2H CC r 一 0 一 C 第2期杨伟平,等:丝素蛋白/聚氨酯两性水凝胶的制备及性能研究77 1.3性能测试 1.3.1水凝胶干胶膜的制备 将不同配方制得的SF/PU两性水凝胶制成10×10×10mro的块状样品,放置在去离子水中浸泡 48h并保持每隔8h换一次水,以除去未反应的原料和杂质,一直到蒸馏水不变浑为止,将水凝胶取出 放在60?的真空干燥箱中烘干至恒重,放入干燥器中备用. 1.3.2红外光谱测试 采用Nexus一870型红外光谱仪(美国Nieolet仪器公司)对水凝胶样品的干胶膜进行全反射红外光 谱法(ATR)测试,将水凝胶干胶膜表面擦拭干净,测试的分辨率为2em,,波谱范围为4000— 400cm,. 1.3.3扫描电镜 将水凝胶样品切成较薄的小块,使用液氮进行冷冻处理后折断得到新鲜的截面.在其截面上进行喷 金处理,用KYKY一1010B扫描电镜观察两性SF/PU水凝胶干胶膜的断面形貌和 微孔结构,加速电压为 20kV. 1.3.4水凝胶吸水溶胀比的测定 采用传统的称重法研究水凝胶的吸水溶胀行为.为考察环境介质的pH对两性SF/PU水凝胶吸水 溶胀性能的影响,将处理好的水凝胶干胶样品称重后放人pH分别为2,7和l2的缓冲溶液中,在一定 温度下每隔一定的时间,用滤纸拭干水凝胶样品表面带出的水分,下此时水凝胶的质量,按下式计 算水凝胶的吸水溶胀比(SR) m1一m0 SR=—L. m0 其中:m为吸水前的干胶质量;m为吸水后的水凝胶质量. 1.3.5水凝胶平衡溶胀含水量的测定 水凝胶的平衡溶胀含水量(以含水率表示)是在不同pH的缓冲溶液中{=914定的,测试温度为37c(=. 首先将一系列的水凝胶材料放人60?的真空干燥箱中干燥至恒重,然后取出放人不同pH缓冲溶液中 浸泡.为了保证水凝胶充分吸水达到平衡,溶胀过程保持48h.使用滤纸除去表面的水分后将样品称重. 水凝胶的平衡溶胀含水率(EWC)根据下述方程式计算 Ewc= 其中:和分别表示水凝胶在吸水溶胀达到平衡时和吸水前的质量. 1.3.6水凝胶的机械性能测试 利用塑料医用针管制得直径为15mm,长度为12mm的水凝胶试样,并在pH为7.4的生理盐水中 浸泡60d,之后用滤纸拭去水凝胶表面的水分, 放在Zwick/RoellZ2.5万能材料实验机的承压 板上,施以重压至形变10%,20%区间的压缩 模量.预载lN,预载速度为5mlTl?rain,.测试 环境温度为37c【=,传感单元为250N,压缩速率 为1mm?train,. 2结果与讨论 2.1红外光谱分析 图2为SF/PU两性水凝胶的全反射红外光 谱(ATR)图.图中3575—3190em范围内有 一 个很宽的吸收带,为一NH一的吸收峰. 3500300025002000l500l000 波数/cm. 图2SF/PU两性水凝胶的红外全反射光谱图 Fig.2ATRspectraofamphotericSF/PUhydrogels 78安徽大学(自然科学版)第36卷 2974,2922,2870CHI处为甲基及次甲基的C—H伸缩振动吸收峰.1654cln处为酰胺的羰基的伸缩 振动吸收峰,1530cm处为c—N的收缩振动吸收峰,这些吸收峰来自丝素蛋白结构中的酰胺结构.在谱 图中,1720cm处是酯羰基的吸收峰,1460(.【n处为--CH的不对称弯曲振动吸收峰,1107cm一处是 C一0一C吸收峰,红外谱图显示了典型的聚氨酯结构.以上说明制备?I了SF/PU两性水凝胶. 2.2扫描电镜分析 采用传统合成方法制备出的水凝胶材料具有一个普遍的缺点,即响应速率慢.因此,制备具有快速 响应性能的水凝胶材料一直是智能水凝胶研究的重要课之一.根据Tanaka公式 T.CR/D. 其中:丁为水凝胶吸水膨胀和去膨胀的特征时间;R为水凝胶的线性尺寸;D为水凝 胶的协同扩散系数. 因为对于普通的水凝胶材料,D的取值范围都在10,,l0之间,所以,水凝胶在水中达到吸水溶胀平 衡所需要的时间与水凝胶的线性尺寸的平方成正比关系.这样,为了得到快速响应性的水凝胶材料,就 需要合成尺寸较小的水凝胶材料. 扫描电子显微镜(SEM)图片显示了两性SF/PU水凝胶内部具有明显的多孑L结构,如图3所示. a.SF/PU水凝胶SEM(×300倍)h.SF/PU水凝胶M(×600俯) 图3SF/PU两性水凝胶的SEM照片 Fig.3SEMimagesofamphotericSF/PUhydrogeis 由图3可以看到,两性SF/PU水凝胶内部未观察到颗粒,团聚等现象,表现}}_1丝素蛋白和聚氨酯两 种组分之问具有良好的相容性.从SEM图片可以看n两性SF/PU水凝胶具有开孑L结构,孔洞之问的连 通性好,孔壁较厚,这些孔洞为水分子的进出提供了路径,即为水分子的吸附和释放提供了通道,有利r 水分子的扩散运动.另外,还可以看到所制备的两性SF/PU水凝胶的孔径大小分布在(15?7)m范 内,这表明,通过将两性的聚氨酯预聚体与丝素蛋白水溶液共混交联得到的水凝胶孔径很小,孔密度高. 扫描电镜观察结果表明水凝胶结构中的孔洞为明显的紧凑结构. 2.3SF/PU两性水凝胶的pH响应性研究 对于两性水凝胶的吸水溶胀行为,其特征就 在于良好的pH响应性.该实验选取了N一甲基 二乙醇胺和2,2一二羟甲基丙酸的摩尔比(即 MDEA:DMPA,用尺表示)分别为:1:4,2:3,3:2 和4:1的离子基团比例合成了一系列同时带有 阴,阳两种亲水基团的聚氨酯预聚体,并在此聚 氨酯预聚体基础上,加入丝素蛋白水溶液制备出 了SF/PU两性水凝胶.分别测试了水凝胶样品在 不同pH的缓冲溶液中的平衡溶胀含水率,如冈4图4 所示.Fig.4 从图4可以看出,SF/PU两性水凝胶在溶胀 024681Ol!】4 pH 不同R的两性水凝胶在缓冲溶液中的吸水溶胀行为 Swellingbehaviourofamphoterichydrogelswith variousRinbuffersolutions 跚=2?如 U, 第2期杨伟平,等:丝素蛋白/聚氨酯两性水凝胶的制备及性能研究79 过程中表现出了明显的pH敏感性.并且根据pH大小可以划分为三个区域:当pH在l,4之间时,水凝 胶的平衡溶胀含水量随着pH的升高而表现出下降趋势;在pH为5,7之间时,水凝胶的平衡溶胀含水 量呈现平稳;当pH为8,13时,水凝胶的平衡溶胀含水量基本表现为快速上升态势.这种pH敏感性符 合两性水凝胶的吸水溶胀行为特征.两性SF/PU水凝胶的平衡溶胀含水量在pH为1,4之间减小和 pH为8,13之间急剧增大,其此吸水溶胀行为与缠结大分子链的相互作用力的松弛和水凝胶中氨基与 羧基的质子化和去质子化有关. 当pH较小时,水凝胶中的羧基未发生去质子化,而胺基上的氮原子则全部质子化.相对较多的质 子化的胺基带有阳离子正电荷,于是出现了同种电荷之间的静电排斥作用,使得此时的水凝胶网络有着 较高的平衡溶胀含水量.当pH在1,4之间逐渐增大时,羧基基团开始部分去质子 化,而胺基仍然保持 质子化.因此,电负性的一C00一阴离子与电正性的胺基阳离子结合.这种阴阳离子的结合,一方面,导 致净的正电荷减少,使得静电相互吸引力削弱;另一方面,还可能表现出类似离子键合的作用,使得交联 密度在一定程度上提高.两个方面的作用结果均使得水凝胶的平衡溶胀含水量下降. 之后pH升高为4—6,在此区间胺基阳离子和羧基阴离子的数量几乎未发生变化,因此这个阶段的 平衡溶胀含水量变化幅度都不大.然而,当pH增加至7,8时,胺基阳离子开始去质子化,正负离子间 的结合开始打破,因此水凝胶的平衡溶胀含水量在这个pH范围内出现了一个较小的增长.当pH进一 步提高到9,13时,几乎所有的胺基已经去质子化,此时水凝胶中的离子仅剩下一CO0一阴离子.同种 电荷之间强烈的静电相斥作用使得水凝胶的平衡溶胀含水量表现出显着的提高. 2.4SF/PU两性水凝胶在不同pH下的吸水溶胀行为研究 对于具有pH敏感性的水凝胶,水在其网络中的运动不可避免.因此,需要研究水凝胶中水的运动 机理,所推导出的机理能够为载药对象的选择和药物释放动力学的控制提供理论指导.水凝胶吸水溶胀 动力学,按下述方程式计算 f=kt. 其中:厂为水凝胶的即时吸水量;k为与水凝胶结构相关的常数;t为溶胀时间;n表示水凝胶吸水溶胀机 理的指数. 即时吸水量.厂是/W,这里是指时间t时水凝胶的含水质量,而是水凝胶达到溶胀平衡时 的含水量.当凡小于或等于0.5时,溶胀遵循Fickian扩散,此时水的运动只是受浓度 梯度的影响;当n 在0.5到1之间时,水凝胶的吸水速率主要受高聚物大分子链运动松弛控制?. 在前面工作的基础上,选取R为4:1的 两性水凝胶样品分别放入pH分别为2,7,12 的缓冲溶液中,每隔一段时间测试其吸水溶 胀比,直至水凝胶完全达到最终的吸水溶胀 平衡.其吸水溶胀动力学曲线如图5所示. 由图5可以看到,SF/PU两性水凝胶在 pH为7的介质中的吸水溶胀比明显小于在 pH为2和l2的介质中.此外,当介质中pH 为7时,两性水凝胶的吸水溶胀过程较慢,经 _ 缝 * 过12h以后逐渐达到吸水溶胀平衡;而在pH. 分别为2和12的介质中,两性水凝胶的吸水 1O152O 溶胀过程较快,分别在10h和9.5h就基本达图5SF/PU两性水凝胶在不同pH缓;中溶液中的溶胀动力学曲线 到吸水溶胀平衡.Fig?5Thekineticswellingcur,sofamphotericSF/PU 根据上述公式计算出为4:1的两性hyd.ge."b仃e."廿.nsm一.pH训". SF/PU水凝胶在不同pH的介质中吸水溶胀的动力学参数列在表1中. OO0OOO加m 安徽大学(自然科学版)第36卷 表1SF/PU两性水凝胶在不同pH的介质中吸水溶胀的动力学参数 Tab.1KineticparametersofswellingamphotericSF/PUhydrogelsinpHbuffersolutions 从表1可以看到,pH为7的介质中水凝胶的吸水溶胀参数n为0.429,表明此时水凝胶的吸水溶胀 过程符合Fickian扩散.当介质pH分别为2和12时,g/,值也相应变化为0.683和 0.712,表明此时的吸 水溶胀过程符合反常扩散. 在介质pH为7的情况下,两性水凝胶上同时存在叔胺阳离子和羧基阴离子,这两种电荷不同的离 子基团之间的静电吸引起到了离子交联的作用,因此,此时水分子从介质中往水凝胶内部扩散较难,吸 水溶胀速率较慢;当介质pH为2和12时,两性水凝胶结构中仅存在胺基阳离子或羧基阴离子,同种电 荷间的静电排斥作用使得水分子可以很容易地进入凝胶网络中,同时,这种静电排斥作用使得高分子链 段的刚性增强,从而减缓了分子链的松弛过程,使得水凝胶的吸水溶胀速率加快. 2.5SF/PU两性水凝胶的机械性能 对于具有应用价值的水凝胶,尤其是对于应用在载药释药方面的水凝胶体系,需要在体内生理条件 下具有一定的机械强度.因此,所有关于机械性能的测试均在37?条件下进行.挑选出没有任何缺陷的 水凝胶样品,经过完全吸水溶胀后用来测试.表2给出了各种不同组分的SF/PU两性水凝胶样品的压 缩强度和压缩模量的数值.其中压缩强度测试值为水凝胶样品形变在0%,20%之间的平均强度大小; 最大变形率为水凝胶材料在受到一定大小的应力作用下被压垮,无法恢复形状时的变形率;压缩模量为 水凝胶弹性材料的一种重要的,特征性的力学参数,是水凝胶材料弹性形变难易程度的表征. 表2不同组分比例的两性水凝胶的机械性能 Tab.2Mechanicalpropertiesofamphoterichydrogelswithvariouscompositions 从表2中可以看出,不同组分的SF/PU压缩强度最大值可达到0.577,最大变形率最大值可达 85.8%,显示出了两性SF/PU水凝胶材料优异的强度和弹性.随着SF/PU组分比例 的下降,水凝胶材料 的压缩强度和压缩模量逐渐减小,而最大变形率呈上升趋势.这种趋势可以解释为丝素蛋白用量增大 后,水凝胶材料的交联密度提高,三维网络结构中交联点的增多使得高分子链的松弛运动受到限制,因 此需要外界施加更大的应力才能导致形变.压缩模量的大小标志了水凝胶材料的刚性,压缩模量越大, 材料越不容易发生形变.水凝胶的最大变形率反映了材料的弹性形变性能,一方面,当SF/PU组分比例 下降时,表现出较低数量的交联点,使得高分子链段能够自由运动,即表现出较大的变形率;另…方面, SF/PU组分比例下降意味着聚氨酯组分的增多,水凝胶材料因为有聚氨酯高聚物表现H1更多臼南体 积,因此在受应力作用时,能够有更大的弹性形变. 3结束语 (1)通过在NCO封端聚氨酯预聚体合成过程中先后引入阴离子型亲水基团DMPA和阳离子型亲 水基团MDEA,再将此聚氨酯预聚体中和成盐后与丝素蛋白水溶液混合,进行交联反应,制备出了两性 的SF/PU水凝胶. (2)SEM图片证实了制备出的两性SF/PU水凝胶具有明显的孔洞结构,且孔径分布在15m左右, 为极小的微孔结构.SEM图片还表明了水凝胶材料的SF和PU两种组分相容性较好,没有大的团聚}jJ现. 第2期杨伟平,等:丝素蛋白/聚氨酯两性水凝胶的制备及性能研究 (3)聚氨酯预聚体离子基团MDEA:DMPA不同时,制备出的两性SF/PU水凝胶均表现出良好的 ,在pH为1,4和8,13的环境介质中平衡溶胀含水量均大于pH为5pH响应性 —7介质中的;阳离子 基团多的水凝胶在酸性介质中显示出更高的吸水溶胀比,阴离子基团多的水凝胶在碱性介质中显示出 更高的吸水溶胀比. (4)两性SF/PU水凝胶在pH为2和12的介质中平衡溶胀含水量都大于pH为7介质中的.其中 pH为12的介质中的平衡溶胀含水量最大.吸水溶胀动力学研究表明,两性SF/PU水凝胶在pH为2和 l2的介质中的吸水溶胀过程遵循链段松弛控制机理,而在pH为7的介质中遵循Fickian扩散机理. (5)制备出的两性水凝胶有着较好的机械性能,当SF/PU组分比例为65/35时,水凝胶材料的压 缩强度达到最大值为0.577MPa,当SF/PU组分比例为50/50时水凝胶有着最大变形率为85.8%. 参考文献: [1]ChenLY,TianZG,DuYM.SynthesisandpHsensitivityofcarboxymethylchitosan—basedpolyampholyte hydrogelsforproteincarriermatrices[J].Biomaterials,2004,25(7):3725—3732. [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [1O] VazquezB,RomanJS,PenicheC,eta1.Polymerichydrophilichydrogelswithflexiblehydro pbobicchainscontrolof thehydrationandinteractionwithwatermolecules[J].Macromolecules,1997,30:8440,8446. 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