基于F127的原子转移自由基超分子水凝胶的制备及性能
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国家自然科学基金资助项目(21274116)


Preparation and Characterization of Supramolecular Structured Hydrogels Using F127 Through Atom Transfer Radical Polymerization
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    摘要:

    由α-环糊精或2-溴异丁酰溴改性的α-环糊精与溴丙酰溴封端的F127自组装形成的聚准轮烷(PPRs)为大分子引发剂,通过原子转移自由基聚合(ATRP),以聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)为桥键单元,2-甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为调节剂制备了交联网络可调的热敏性超分子结构水凝胶。红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)和X 射线衍射(WAXD)对改性和包合物进行了表征。引入α-环糊精降低了凝胶溶胀度,而改性α-环糊精体系可以提高溶胀度。随PEGDA含量的增加,凝胶溶胀度提高,但随HEMA 含量增加而降低。在20 ℃~50 ℃范围内,引入聚甲基丙烯酸羟乙酯链降低了凝胶的温度响应性,而由改性α-环糊精线穿的PPRs制备的水凝胶显示最好的热敏性和良好的力学强度。水凝胶的热敏性机理是由于共聚物中PPO 链段的聚集形成。

    Abstract:

    Thermosensitive supramolecular hydrogels with tunable crosslinking networks using polypseudo rotaxanes (PPRs) as macroinitiator, polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) as crosslinker and 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) were prepared by atom transfer radical polymerization (ATRP) in water. PPRs were prepared by supramolecular self assembly of α-cyclodextrin or 2-bromoisobutyryl bromide modified α-cyclodextrin (α-CD-BIBB) and F127 with bromopropionyl bromide terminated. The products and PPRs were characterized by FT-IR and 1H-NMR. Wide angle X-ray diffraction demonstrates that PPRs have crystal structure. The swelling ratio (SR) decreases with introduction of α-CD, increases with introduction of α-CD-BIBBs. With increase of HEMA concentration, SR decreases, but with increase of PEGDA concentration, SR increases. Between 20 ℃ and 50 ℃, the introduction of PHEMA chains decreases the temperature responsiveness of networks, but the hydrogels prepared with α-CD-BIBBs threading onto the F127 chains show the best thermo-sensitivity and well chemical strength. The thermosensitive mechanism of hydrogels is related to the aggregation of poly(propylene oxide)(PPO) blocks in copolymer.

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引用本文

周应学, 范晓东, 孔 杰.基于F127的原子转移自由基超分子水凝胶的制备及性能[J].高分子材料科学与工程,2013,29(8):163-168.

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