模板4：文献综述

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1、学号:毕业设计（论文）文献综述论文题目:基于水滑石/温度响应聚合物构筑的智能响应电容器开学院名称：理学院专业：应用化学学生姓名：潘婷导师姓名：卫敏指导教师意见指导教师签字文献综述温度敏感性聚合物是对环境的温度变化能产生响应，即当周围环境温度变化时，凝胶自身的性质随之改变的一类高分子功能材料。聚N・异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)是一种重要的温敏性聚合物，其水溶液表现出灵敏的温度响应性：当溶液温度高于其最低临界溶解温度(LCST)32°C时，PNIPAM在水中的构象由舒展的亲水线团转变为紧缩的疏水球粒状，而当温

2、度降低到低临界溶解温度以下时，PNIPAM吸水溶胀乂能迅速溶于水中。二、正文PNIPAM水凝胶是典型的热缩性温度敏感性水凝胶，也是当前研究的热点。PNIPAM水凝胶通常在32°C显示LCSTo在这个温度以上，溶胀的凝胶会失水收缩；而在这个温度以下，凝胶则会再度吸水溶胀。在对PNIPAM的研究屮，人们最关心的一个问题是它产生温敏特性的机理，这也是当前研究的一个重点。目前较容易被人接受的观点是:PNIPAM分子内具有一定比例的疏水和亲水基团,它们与水在分子内、分子间会产生相互作用。在低温时,PNIPAM与水之间

3、的相互作用主要是瞅胺基团与水分子间氢键的作用。在低临界溶解温度以下，PNIPAM分子链溶于水时，由于氢键及范徳华力的作用，大分子链周围的水分子将形成一种由氢键连接的、有序化程度较高的溶剂化层，并使高分子表现出一种伸展的线团结构。随着温度的上升,PNIPAM与水的相互作用参数突变，部分氢键被破坏,大分子链疏水部分的溶剂化层随之被破坏。温度的升高对疏水基团的影响表现在两个方面:一方面疏水基团间的相互作用是吸热的“嫡驱动”过程，即随温度升高，聚合物溶液体系的嫡增加，疏水基团的缔合作用增强；另一方面疏水基团的热运动

4、加剧,疏水缔合作用被削弱，同时水分子的热运动加剧，从而改变了疏水基团周围水分子结构与状态，使水一疏水基团的作用发生变化，疏水缔合作用进一步被削弱。总的结果是,PNIPAM大分子内及分子I'可疏水相互作用加强，形成疏水层，水分子从溶剂化层排出表现为相变，此时高分子由疏松的线团结构变为紧密的胶粒状结构，从而产生温敏性。PNIPAM的水凝胶温敏性相转变是由交联网络的亲水一疏水性平衡受外界条件变化而引起的。定性来看，水凝胶的溶胀过程是水分子向凝胶内部扩散与凝胶侧链上亲水基团形成氢键的过程，当温度升高时，氢键振动能增

5、加而断裂，水凝胶溶胀比减少，人量的结合水从高分子骨架上脱离出来，使水凝胶一水体系嫡增加，出现凝胶与水的相分离现彖。温敏聚合物由于它的温度敏感性而具有良好的应用前景，目前主要应用在药物控释、分离萃取、组织工程以及催化合成等儿个方而O(1)药物控释系统通过一定的方法，将温敏聚合物接枝于一定的载体上，利用温敏聚合物可逆的溶胀-收缩过程控制目标药物的释放是温敏聚合物应用于智能给药系统的基础。(2)分离萃取领域温敏性聚合物可作为一种固体和液体或液体中不同分子量物质的中间介质，分离复杂的混合物，特别用于分离、浓缩和提纯

6、溶液小的大分子溶质(如蛋白质、酶、抗原、抗体)，且操作条件温和，不影响生物分子的活性。因其具有可逆相变性和温度响应性，所以可以方便地再生、反复使用,极具经济价值。(3)组织工程支架材料温敏聚合物还可应用于组织工程和医用敷料。可注射性温敏聚合物材料是携带细胞的载体，具有携带细胞、促进细胞体内移植区滞留及增殖与分化的作用，是可注射性组织工程的重要组成部分,能填充任意形状的缺损，并在很大程度上降低植入对机体组织的侵入性，且能与各种治疗药物混合。(4)制备细胞单层用于特殊组织工程需要传统的制备细胞单层方法通常会破坏

7、细胞间连接，而利用温敏聚合物的操作方法具有更大的优势。因为温敏性聚合物从较高温度降低至低临界相转变温度以下时，分子的亲水性和疏水性状态会发生急剧的变化，吸附生长在聚合物表面的细胞层会自发的脱落到细胞培养液屮，因而不需要酶等处理即可获得细胞单层，而应用于组织工程。(5)催化和合成为了改进化学反应工艺过程、提高生产效率和经济效益、发展高选择性合成方法、消除或减少对环境的污染和探索新的合成路线等，人们开始转向高分子催化剂的研究。通过制备水溶性温敏聚合物载体，接于其上的试剂、酶和催化剂可变成水溶性的，因此，可通过升

8、温或降温进行催化剂的冋收和重复利用，以控制反应的开始和停止。如高温溶解，低温沉淀的固液分离：某些聚合物的溶解性对温度有很强的依赖性，其溶解性随着温度的不同而不同，即高温溶解，低温沉淀，如聚乙烯(PE)配体，PE即使在所谓的良溶剂屮，室温下也很难溶解，相反，加热到一定的温度，它却很容易溶解形成溶液。(1)调光材料利用智能型大分子和大分子水凝胶的环境敏感行为可以设计制作调光材料。N■异丙基丙烯酰胺的线性聚合物(PNI