温敏聚合物及其水凝胶的研究进展

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1、Aug．2010精细与专用化学品第18卷第8期·58·FineandSpecialtyChemicals2010年8月◆◆日恤敏聚合物及其水凝胶的研究进展计文希(中国石油化工集团北京化工研究院，北京100013)摘要：综述了温度敏感聚合物及其水凝胶最近几年的研究进展，讨论了该聚合物的组成、主链结构、分子量以及聚合方法对水凝胶和温敏聚合物的影响。随着聚合物的主链结构和侧链分子量的改变，聚合物的低临界溶解温度(LCST)可以在较宽的范围内进行调节。同时，活性聚合方法和普通自由基聚合方法也对水凝胶的相转变有着重要的影响。关键词：温度敏感聚合物；水凝胶；原子转移自由基聚合；聚乙二醇；LCS

2、TNewprogressinthermoresponsivecopolymersandhydrogelsJIWP，z—xi(BeijingResearchInstituteofChemialIndustry，SINOPEC，Beijing100013，China)Abstract：Thermoresponsivecopolymersandhydrogelsbasedonpolyethyleneoxide(PEO)werereviewedinthearticle．Theinfluenceofthetypeofthemainchain，thecompositionofthecopoly

3、mers，thepolymerizationmethodandthedegreeofpolymerizationofthePEOonthethrmoresponsivecoplymerandhydrogelsweredis—cussed．TheLCSTofthepolymerdecreaseswiththehydrophobiepropertiesofmainchain．AndtWOpolymeriza—tionmethodswereusedandpolymerizationtechniquestronglyinfluencedthephasetransitionofthehydr

4、ogels．Keywords：thermoresponsivepolymer；hydrogel；ATRP；PEO；LCST温度敏感聚合物和水凝胶在最近几十年中得到凝胶一溶胶相变。如果是含水量较少或者高分子链了广泛的发展，并受到高度的重视，具有广阔的应轻度交联，则高分子始终呈水凝胶状态，低于用前景，可以应用于药物缓释、分子机器、纳米模LCST时水凝胶膨胀吸水，高于LCST时水凝胶收板等，近几年来这方面的研究报道大量增加_1]。缩排水，即所谓的体积相变。当LCST与人体环目前广泛研究和应用的有2种温敏高分子聚合物：境温度相近时，这类聚合物可以用于药物缓释等。一种是丙烯酰胺聚合物类，包括

5、聚N．疏水基取代在上述2种重要的共聚物中，丙烯酰胺类共聚物残丙烯酰胺，如聚N一异丙基丙烯酰胺(PolyN—iso—留单体和交联剂的毒性限制了这类聚合物的应用，propylacrylamide，PNIPAAm)[6-8]，和聚N，N一二虽然在过去几十年中这类报道很多，但是距离真正乙基丙烯酰胺(PolyN，N—diethylacrylamide，的临床试验还很远。而PEO聚合物由于具有良好PDEAAm)；另一种则是以聚环氧乙烷(PEO)为的生物相容性，已经取得了相当的成绩。亲水链段，以聚环氧丙烷(PPO)、聚环氧丁烷PEO分子的每一个结构单元一CHCHO都(PBO)或者聚乳酸(PLA)

6、等为疏水链段的嵌段既有一个亲水的氧原子，可以与水分子形成氢键，共聚物(如Pluronic@，Pluronic@，Tetronic@等)。而疏水的2个亚甲基单元又强烈的憎水亲油，因此水溶性温度敏感高分子与水的2组分体系，只PEO水溶液本身就存在着一个亲水平衡。当温度在一定温度范围下互溶，如果体系具有低临界溶解改度，亲水疏油平衡发生改变的时候，PEO的溶温度(LowerCriticalSolutionTemperature，解性就会发生变化。氧原子形成的氢键非常稳定，LCST)，则在低于此温度时高分子水溶液体现为在非常高的温度上才能被破坏，因此单纯的PEO均相，高于此温度高分子水溶液发

7、生相分离，出现链在大于9O℃时亲水疏油平衡才被破坏，发生相收稿日期：2010—07—07作者简介：计文希(1980一)男，工程师，从事油田化学品的合成和性质研究。2010年8月计文希：温敏聚合物及其水凝胶的研究进展·59·分离。如果在PEO的主链上修饰一定的疏水基团强的聚合物叔丁基苯乙烯马来酸酐(tBSMA)共或者以PEO作为侧链连接到疏水的主链上，可以聚物的LCST要低7℃。改变亲疏水平衡，由此可以降低LCST，随着疏水由于改性后的SMA物主链上的马来酸酐具有链段疏