高分子凝胶
凝胶的作用与功能主治
凝胶的作用与功能主治1. 什么是凝胶凝胶是一种具有胶态特性的物质，通常由多个分子或粒子通过化学或物理相互作用而形成的三维网络结构。
凝胶的特点是具有固态的形态稳定性和流体的流动性。
凝胶可以是天然的，例如琼脂、果冻等，也可以是人工合成的，例如聚合物凝胶、纳米凝胶等。
2. 凝胶的作用凝胶在许多领域都有广泛的应用，主要有以下几个方面的作用：2.1 高分子凝胶的作用高分子凝胶是指由高分子聚合物构成的凝胶。
其作用主要有以下几个方面：•吸附和分离：高分子凝胶具有良好的吸附性能，可以用于水处理、污水处理、生物医学等领域的分离和纯化。
•控释和缓释：高分子凝胶可以作为药物载体，实现药物的控释和缓释，提高药物的疗效。
•支架和修复：高分子凝胶可以作为细胞载体，在组织工程和再生医学中用于支持和修复受损组织。
2.2 纳米凝胶的作用纳米凝胶是指由纳米粒子构成的凝胶。
其作用主要有以下几个方面：•催化和催化剂载体：纳米凝胶具有大比表面积和高反应活性，可以用于催化和催化剂的载体。
•传感和检测：纳米凝胶可以通过改变凝胶内部的粒子排列和间距来实现对外界信号的传感和检测。
•纳米药物输送：纳米凝胶可以作为药物的载体和传输介质，提高药物的溶解度和生物利用度。
2.3 天然凝胶的作用天然凝胶是指由天然物质构成的凝胶。
其作用主要有以下几个方面：•食品和药品的增稠剂：天然凝胶如琼脂、果胶等可以作为食品和药品的增稠剂，改善口感和药物的服用性。
•伤口敷料和美容品的成分：天然凝胶如芦荟凝胶等可以作为伤口敷料和美容品的成分，具有促进伤口愈合和保湿美容的作用。
3. 凝胶的功能主治凝胶在医学、食品、化妆品等领域有不同的功能主治：3.1 医学领域•高分子凝胶可以用于药物控释和组织工程，治疗心血管疾病、癌症、骨折等疾病。
•天然凝胶如芦荟凝胶可以用于皮肤愈合和烧伤创面的保护。
•纳米凝胶可以用于药物传递和癌症治疗。
3.2 食品领域•天然凝胶如琼脂可以作为果冻、布丁等食品的增稠剂，改善食品的质感和口感。
高分子凝胶
高分子凝胶的应用
常规做法是:将药物包埋在水凝胶或由其制成的微胶 囊中 ,包埋药物的释放速度可经由凝胶体积的调控 来实现。 随着科学的发展、技术的进步，人们对疾病的治疗 效果和手段的要求也越来越高。就药物控释系统来 说，提高药效、简化用药方式一直是人们努力的方 向。智能性高分子凝胶具有其刺激响应性能，可以 很好地满足定位释放、对疾病刺激产生响应性释放 及人为进行某种目的释放，这对药物控释系统的研 究和应用具有重要的推动作用，将成为控释系统的 主要研究方向。
高分子凝胶的定义
• 高分子凝胶的三维网 络结构示意图
• 高分子凝胶的交联网 络点，可以是化学 的、由共价键组成， 也可以是物理交联， 如结晶等。
高分子凝胶的分类
根据高分子网络里所含的溶剂分类： 水凝胶
高分子凝胶
有机凝胶பைடு நூலகம்
高分子凝胶的分类
水凝胶是最常见也是最为重要的一种。 绝大多数的生物、植物内存在的天然凝胶以 及许多合成高分子凝胶均属于水凝胶。而且 生物凝胶具有出色的智能性和高强度。智能 型水凝胶(intelligent Hydrogels or smart Hydrogels)是一类对外界刺激能产生敏感响 应的水凝胶。
高分子凝胶的应用
基于智能型水凝胶的可控溶胀收缩 , 人们制作了一种 温控化学阀 , 将丙烯酰脯氨酸甲酯 与双烯丙基碳酸 二甘醇酯 按 6∶4 摩尔比共聚 ,得到聚合物膜 ,然后 将此膜在NaOH 溶液中用离子束技术蚀刻得到多孔 膜。显微观察发现膜孔道在 0 ℃时完全关闭 ,30 ℃ 时完全开放。将丙烯酸与丙烯酸正硬酯酰醇酯共聚 得到了一种具有形状记忆功能的温敏水凝胶。这种 材料的形状记忆本质在于长链硬脂酰侧链的有序、 无序可逆变化。基于这种材料他们设计制作了另一 种温控化学阀。施加电场时 ,膜孔径增大 ,撤去电场 后 ,膜重新溶胀 ,由此可以控制膜的开、关或孔径大 小。
所以：高分子化合物溶液与凝胶
利用3D打印技术可以制造出具有复 杂结构的高分子化合物溶液与凝胶， 为个性化定制和高性能产品制造提供 了新的途径。
纳米技术
纳米技术的应用使得高分子化合物溶 液与凝胶在尺寸和性能上得到更精确 的控制，有望在纳米器件、传感器等 领域发挥重要作用。
新领域的研究拓展
智能高分子材料
随着智能材料的发展，研究具有传感、驱动等功能的智能高分子化合物溶液与凝胶成为新的研究热点，有望在智 能器件、柔性机器人等领域发挥重要作用。
高分子化合物溶液与凝胶在工业、生 物医学、材料科学等领域具有广泛的 应用，如涂料、胶粘剂、药物载体等。
研究背景和意义
随着科技的发展，高分子化合物溶液 与凝胶的研究越来越受到重视，成为 高分子化学领域的研究热点之一。
高分子化合物溶液与凝胶在生物医学 领域的应用前景广阔，如药物传递、 组织工程等，对人类的健康和生活质 量具有重要意义。
的性能。
结合生物医学领域的需求，研 究高分子化合物在药物传递和 组织工程中的应用，为临床治 疗提供新的解决方案。
关注高分子化合物对环境的影 响，研究其在环保领域的应用 ，推动可持续发展。
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01
高分子化合物溶液具有粘性，其粘度与高分子化合物
的分子量、浓度、温度和溶剂的性质有关。
02
高分子化合物溶液的稳定性取决于高分子化合物与溶
剂的相互作用，以及高分子化合物自身的性质。
03
高分子化合物溶液的流变性可以通过添加增塑剂、调
节温度等方式进行调节。
03
高分子化合物凝胶的基本 概念
高分子化合物凝胶的定义
高分子化合物溶液的流变性质和凝胶 的形成机制是研究的重点，对于理解 其在实际应用中的性能至关重要。
高分子水凝胶
高分子水凝胶凝胶是指溶胀的三维网状结构高分子。
即聚合物分子间相互连结，形成空间网状结构，而在网状结构的孔隙中又填充了液体介质。
药用的凝胶大部分是水凝胶（hydrogel），它们通过制剂的形式进入体内后吸收体液自发形成。
水凝胶是指一种在水中能显著溶胀、保持大量水分的亲水性凝胶，为三维网络结构，多数水凝胶网络中可容纳高分子本身重量的数倍至数百倍的水，它不同于疏水性的高分子网络如聚乳酸和聚乙醇酸（只有有限的吸水能力，吸水量不到10%）。
水凝胶中的水有两种存在状态。
靠近网络的水与网络有很强的作用力，这种水在极低温度下又有冻结的和不冻结之分，而离网络比较远的水与普通水性质相似称为自由水。
影响水凝胶形成的主要因素有浓度、温度和电解质。
每种高分子溶液都有一个形成凝胶的最小浓度，小于这个浓度则不能形成凝胶，大于这个浓度可加速凝胶。
对温度来说，温度低，有利于凝胶，分子形状愈不对称，可胶凝的浓度越小，但也有些高分子材料加热后胶凝，低温变成溶液。
电解质对胶凝的影响有促进作用也有阻止作用，其中阴离子起主要作用。
水凝胶从来源分类，可分为天然水凝胶和合成水凝胶；从性质来分类，可分为电中性水凝胶和离子型水凝胶，离子型水凝胶又可分为阴离子型、阳离子型和两性电解质型水凝胶。
根据水凝胶对外界刺激应答情况不同，水凝胶又可分为两类：①传统的水凝胶，这类水凝胶对环境的变化，如PH或温度变化不敏感；②环境敏感水凝胶，这类水凝胶对温度或PH 等环境因素的变化所给予的刺激有非常明确和显著的应答。
不同结构、不同化合物的水凝胶具有不同的物理化学性质如溶胀性、触变性、环境敏感性和黏附性等：（一）溶胀性：水凝胶在水中可显著溶胀。
溶胀性是指凝胶吸收液体后自身体积明显增大的现象，这是弹性凝胶的重要特性，凝胶的溶胀可分为两个阶段：第一阶段是溶剂分子钻入凝胶中与大分子相互作用形成溶剂化层，此过程很快，伴有放热效应和体积收缩现象（指凝胶体积的增加比吸收的液体体积小）；第二阶段是液体分子的继续渗透，这时凝胶体积大大增加。
高分子网络凝胶法
2、3络合剂
某些金属离子(如 某些金属离子 如Cu2+、Fe”等)是丙烯酰胺自由基聚 、 等 是丙烯酰胺自由基聚 合的阻聚剂， 合的阻聚剂，它们或者使聚合过程中的活性链自由基发生 岐化反应，使链增长停止，导致聚合物分子量降低； 岐化反应，使链增长停止，导致聚合物分子量降低；或者 能抑制引发剂分解或与引发剂分解产生的活性自由基反应， 能抑制引发剂分解或与引发剂分解产生的活性自由基反应， 使引发剂失活，导致反应体系不能引发聚合。 使引发剂失活，导致反应体系不能引发聚合。 另外， ，、Tb”、Zr4+、Ti4+等高价金属离 另外，A13+、C，、 、 ，、 、 、 等高价金属离 子易和单体自由基发生交联反应，使聚合时间延长， 子易和单体自由基发生交联反应，使聚合时间延长，胶体 质量下降。 质量下降。
(3)适用范围广，尤其适于合成利用传统的湿化学方法 适用范围广， 适用范围广 (如溶胶一凝胶法或共沉淀法 无法合成的多组分氧化物粉 如溶胶一凝胶法或共沉淀法)无法合成的多组分氧化物粉 如溶胶一凝胶法或共沉淀法 产物纯度高， 体。 (4)产物纯度高，粉体分散性好。由于是液相反应， 产物纯度高 粉体分散性好。由于是液相反应， 反应物离子可达原子水平均匀混合， 反应物离子可达原子水平均匀混合，且凝胶反应过程十分 迅速，经原位有机聚合，网状立体结构快速形成， 迅速，经原位有机聚合，网状立体结构快速形成，溶液中 的离子被瞬间固定，均匀地分布于这个立体空间之中。 的离子被瞬间固定，均匀地分布于这个立体空间之中。另 由于有机凝胶三维网络的空间效应， 外，由于有机凝胶三维网络的空间效应，分子接触和聚集 的机会减少，可有效防止相分离和弥散现象发生， 的机会减少，可有效防止相分离和弥散现象发生，既可保 证高水平的化学均匀性，又有利于形成团聚少的纳米粉体。 证高水平的化学均匀性，又有利于形成团聚少的纳米粉体
高分子材料第三章第五节智能高分子凝胶
4）凝胶光栅
最近Hu研究组将金溅涂在聚异丙基丙烯酰胺表面， 使其在凝胶表面形成金方格阵列，其阵列空间可作为 光衍射的狭缝。实验表明，当升温至33.6℃时，凝胶 因体积相转变收缩，狭缝尺度改变，衍射图案随之改 变。因该二维光栅宽度及凝胶表面光栅单位面积狭缝 可随外界刺激和电场变化，此凝胶光栅可望用于光滤 波器、传感器和光通讯中。
2 溶胀与刺激响应
根据高分子凝胶受刺激信号的不同，可分为不同 类型的刺激响应性凝胶。例如受化学信号刺激的有 pH响应性凝胶、化学物质响应性凝胶；受到物理 信号刺激的有温敏性凝胶、光敏性凝胶、电活性凝 胶、磁响应性凝胶、压敏性凝胶等。
1）温度
温敏件凝胶是其体积能随温度变化的高分子凝胶，分为高温收 缩性凝胶和低温收缩性凝胶。
1 概述
智能(Intelligent)或灵巧(Smart)材料是指对环境 具有可感知、可响应，并具有功能发现能力的新材料。 智能高分子是其中一类当受到外界环境的物理、化学 乃至生物信号变化刺激时，其某些物理或化学性质会 发生突变的聚合物。智能聚合物也常被称为“刺激响 应性聚合物”、“环境敏感性聚合物”等，其研究的 重点多在聚合物水溶液、水凝胶及其表面等。
实验表明：4℃时的PNIPAM构象为水合线团，此时偶联在膜上的
N49C链霉素的生物素结合容量与野生型或N49C突变体链霉素类同。但 当温度升至37℃时，聚合物收缩成球，偶联物的生物素结合容量明显减 少，相对于4℃时生物素结合降低了84％。
这种可逆聚合物与基因工程蛋白质位点特异偶联提供了分子识 别过程的很灵敏环境控制方式；闸门的“开—关”速率及配体与受 体蛋白质结合口袋的“开—闭”是可控的；而且通过改变刺激响应 聚合物的相对分子质量（聚合物线团尺度）和组成，则能调控激发 响应所需刺激的类型和大小。聚合物—蛋白质偶联物可以根据不同 应用要求以溶液、固定化界面或凝胶形式使用。此类分子闸门和开 关可望用于医学、生物和信息等技术中。
新型高分子凝胶材料在医用药剂控释方面的应用前景分析
新型高分子凝胶材料在医用药剂控释方面的应用前景分析新型高分子凝胶材料在医用药剂控释方面的应用前景分析随着科技的不断进步和人们对生活质量要求的提高，医学领域也在不断发展和创新。
其中，药物控释技术是医药领域发展中一项重要且前景广阔的技术。
药物控释技术可以增加治疗效果，减少药物剂量和次数，提高患者的治疗便利性和生活质量。
而在药物控释技术中，新型高分子凝胶材料的应用前景引人注目。
新型高分子凝胶材料是一种能够携带和释放药物的材料，具有良好的生物相容性和生物降解性。
它的应用在医用药剂控释方面具有以下几个方面的优势。
首先，新型高分子凝胶材料具有较好的控释性能。
通过调整材料的化学组成、结构和形态，可以实现不同时间段内的药物缓慢释放。
这种控释性能可以增加药物在体内的持续时间，减少药物峰值浓度和通常与峰值浓度相关的副作用。
例如，将药物包装在含有高分子凝胶材料的微球中，可以实现药物在体内的持续释放，减少药物剂量和次数，提高治疗效果。
其次，新型高分子凝胶材料具有较好的稳定性和可控性。
由于高分子凝胶材料的特殊结构和物理性质，可以稳定地包裹药物，并控制其释放速率。
这种稳定性和可控性可以避免药物在体内的过早释放，保护药物结构和活性。
同时，可以通过改变材料的物理性质，如形状、大小、孔径等，来调整药物的释放速率和方式。
例如，纳米凝胶材料可以实现更精确和定向的药物控释。
第三，新型高分子凝胶材料具有较好的多功能性。
高分子凝胶材料可以不仅用于药物控释，还可以用于药物输送、组织工程、生物传感和图像引导等多个领域。
例如，可以将药物包装在高分子凝胶材料中，然后通过药物输送系统将药物输送到特定部位，实现靶向治疗。
此外，还可以通过在高分子凝胶材料中引入功能性分子或引发剂，实现药物释放的外部或内部控制。
这种多功能性有助于提高药物治疗的准确性和个体化。
综上所述，新型高分子凝胶材料在医用药剂控释方面具有很大的应用前景。
随着生物医学领域的发展和人们对治疗效果和生活质量要求的不断提高，对于更安全、有效和方便的药物控释技术的需求也在增加。
高分子水凝胶
Irreversible, permanent insoluble
化学交联水凝胶的设计与合成
Hoffman, A. S. Adv. Drug Deliv. Rev., 2002, 43, 3
5
化学交联水凝胶的设计与合成
•
17
许多天然源聚合物及合成聚合物均可形成水凝胶而 作为组织工程支架使用，如下表：
18
三类凝胶材料的性能比较：
• 天然水凝胶：生物相容性好（天然衍生的聚合物水凝胶
由于其组成与结构类似于天然细胞外基质，例如胶原是哺 乳动物组织细胞外基质的主要蛋白质，明胶则是其变性衍 生物，而透明质酸常存在于成年动物的各种组织中，海藻 酸盐和壳聚糖均是亲水性的线性多糖，结构类似于糖胺聚 糖，植入体内后异体反应小）。但因来源不同，结构与性 能存在批次间差异，因此有一定的局限性，
= 1.74 = 0.85 = 0.46 = 0.39 = 1.8
凝胶化点的确定
Convenient methods to determine gel point:
Tilted test tube
Falling ball
凝胶化点的确定 Mechanical properties at sol-gel transition:
•
•
合成水凝胶：生物相容性较差，但合成聚合物水凝胶的
结构与性能可控，重复性好。
天然与合成高分子杂化水凝胶：兼有天然材料和合
成材料的优点。
19
凝胶化理论模型
Flory-Stockmayer 模型
Gel Point:
1 pc a 1
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姓名：王敏学校：南通大学学院：化学化工学院专业：高分子材料与工程指导老师：陆亚请目录2、智能高分子凝胶的介绍..........................................3、智能凝胶的体积相变原理........................................4、智能高分子凝胶对各种外界刺激的晌应性..........................4.1溶剂组成..................................................4．2温度.....................................................4．3pH值.....................................................4．4光.......................................................4．5电场.....................................................4．6磁场.....................................................4.7化学物质..................................................4.8表面活性剂................................................4.9温度与PH双重性...........................................5、智能凝胶的应用................................................5．1药物释放系统(DDS) ........................................5．2化学机械.................................................5．3化学阀...................................................5．4人工触觉系统.............................................5.5调光材料..................................................5.6组织工程..................................................5.7环境工程..................................................5.8智能膜....................................................5.9灵巧凝胶表面..............................................6、展望.......................................................... 致谢............................................................. 参考文献：.......................................................智能高分子凝胶刺激响应的分类与应用（南通大学化学化工学院王敏）摘要：当今世界，高分子材料被用于生产与储存、健康与医疗保健、通讯与信息处理、交通、建筑以及能源的生产和利用，还对人们的休闲和创造活动有影响。
在新的世纪里，人们对高分子材料依赖性会更大。
本文介绍了智能高分子凝胶的定义、分类、研究历史和体积相变原理。
按外界环境刺激因素如温度、pH值、光、电场和磁场等分类，介绍了智能高分子凝胶的特性，并展望了智能高分子凝胶的应用前景。
关键词：智能材料、凝胶、高分子材料、刺激响应性、应用正文1、前言智能高分子凝胶展现了具有传感、处理和执行三重功能的智能材料的特征，反映了信息科学与材料科学的融合。
今后，智能高分子凝胶的发展方向是利用仿生学的原理，以自然界中的生物体为蓝本，开发出在功能上接近甚至超过生物体组织的智能高分子凝胶。
刺激响应性高分子凝胶是结构、物理和或化学性质可以随外界环境改变而变化的一类智能材料。
根据凝胶高分子网络中所含液体的不同,有水凝胶和有机凝胶之分,水凝胶是最常见也是最重要的一种,绝大多数生物体内存在的天然凝胶均属于水凝胶。
由于响应性水凝胶在药物控释系统、记忆元件开关、人造肌肉、化工分离等领域的潜在应用价值,引起了国内外许多学者的广泛关注。
目前,对智能水凝胶的研究已成为功能高分子研究领域的一大热点,尤其是近年来,有关水凝胶的研究得到空前的发展,涌现出许多阶段性成果。
本文着重讲述刺激响应性水凝胶的刺激响应的分类与应用以及研究现状。
[1]2、智能高分子凝胶的介绍高分子凝胶是指三维高分子网络与溶剂组成的体系，网络交联结构使其不溶解而保持一定的形状，因为凝胶结构中含有亲溶剂性基团，使之可被因为凝胶结构中含有亲溶剂性基团，使之可被溶剂溶胀而达到平衡体。
[1]凝胶的大分子主链或侧链上含有离子解离性、极性或疏水性基团，对溶剂组分、温度、pH值、光、电场、磁场等的变化能产生可逆的、不连续(或连续)的体积变化，所以可以通过控制高分子凝胶网络的微观结构与形态，来影响其溶胀或伸缩性能，从而使凝胶对外界刺激作出灵敏的响应，表现出智能。
[2]凝胶的性质有：⑴触变性物理凝胶受外力作用，网状结构被破坏而变成流体，外部作用停止后，又恢复成半固体凝胶结构，这种凝胶与溶胶相互转化的过程，称为触变性。
⑵溶胀性凝胶吸收流体后自身体积明显增大的现象，是弹性凝胶的重要特性。
⑶脱水收缩性溶胀的凝胶在低蒸气压下保存，流体缓慢地自动从凝胶中分离出来的现象。
⑷透过性凝胶与流体性质相似，可以作为扩散介质。
[1]3、智能凝胶的体积相变原理吸水溶胀是水凝胶的一个重要特性,水凝胶的溶胀过程实际上是两个相反趋势的平衡结果一方面,溶剂力图渗人到网络内使体积溶胀,导致三维分子网络的伸展另一方面,交联点之间分子链的伸展降低了高聚物的构象嫡值,分子网络中的弹性收缩力力图使分子网络收缩,当这两种相反的趋势相互抵消时,就达到了溶胀平衡。
Tanaka曾发现渗透压是凝胶溶胀的推动力,渗透压二的大小可由着名的Flory--Huggins理论导出:[3]式中,R为气体常数,T 为绝对温度。
为溶剂的摩尔体积,为聚合物一水相互作用参数，代表网络的体积分数，表示无规线团聚合物链的体积分数，和,分别是凝胶和溶液中离子的总浓度。
V 则是时单位体积组成链的数目。
体积相转变是水凝胶的体积随外界环境因子的变化产生不连续变化的现象。
它可由溶胀相转变成收缩相,也可由收缩相转变成溶胀相。
发生体积相转变现象的原因是分子之间的范德华力、氢键、疏水相相互作用力和由聚合物链上带的电荷产生的静电作用力种相互作用力的结果。
[4]根据Flory--Huggins理论中凝胶平衡溶胀度与归一化温度的关系式可知,当每根分子链所带的电荷数为零或较少时,凝胶的体积随归一化的变化作连续的变化当增大到一定值后,凝胶的体积随的变化作不连续的变化,即发生体积相变。
[1]外界环境因子的变化。
44.1溶剂组成利用高分子与溶剂之间的相互作用力的变化、溶胀高分子凝胶的大分子链的线团一球的转变，使凝胶由溶胀状态急剧地转化为退溶胀状态，从而高分子凝胶表现出对溶剂组分变化的响应，这类材料可由聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等制成。
如：聚丙烯酰胺(PAAM)纤维经环化处理后除去未环化的部分以及未参加反应的物质，干燥后即得到PAAM凝胶纤维。
这种纤维在水中伸长，在丙酮中收缩，而且其体积随溶剂体系中丙酮含量的增加发生连续的收缩。
如果在凝胶网络中引入电解质离子成部分离子化凝胶，则在某一溶剂组成时产生不连续的体积变化。
[2]4．2温度高分子凝胶对温度的响应性可分为三种：升温时凝胶收缩的称为低温溶解型；升温时凝胶溶胀的称为高温溶解型；具有两种相图的凝胶，即升温溶胀，再继续升温收缩的，叫做再回归型。
以聚异丙基丙烯酰胺为例，在某温度下。
水和／脱水的变化伴随急剧吸热或放热。
这类聚合物的溶胀温度响应性随其取代基种类而异，故可以利用引入共聚单体而调控温度依赖性。
根据研究，温度敏感凝胶在溶剂中溶胀时，凝胶体系与溶剂的相互作用决定其溶胀对温度的依赖性。
[1]聚N一异丙基丙烯酰胺凝胶属于低温溶解型，它在较小的温度范围内可表现出明显的亲水和疏水变化，其临界溶解温度下限在32C左右。
聚N一异丙基丙烯酰胺大分子链上存在着亲水和疏水基团的平衡，其热诱导相变的主要机理就是聚合物释放出了疏水界面上的水，从而引起了聚合物的析出。
Xiang—zhengzhang用体积比为1:1的水和三乙氧基甲烷作为NIPA氧化一还原聚合交联的混合溶剂,对该水凝胶进行重量分析表征,发现它比传统方法合成的产品具有更高的饱和溶胀度,且对温度变化的敏感性提高,具有很快的去溶胀率,在几分钟的时间里就可失去几乎所有的水分。
聚丙烯酸和聚,N,N一二甲基丙烯酞胺IPN水凝胶是低温收缩型的,低温下凝胶网络内形成氢键,体积收缩高温下氢键解离,凝胶溶胀。
[3]Yuzo等制备了一种新颖的接枝型水凝胶，该凝胶和传统水凝胶相比显示出非常快的温度响应性，该接枝型的聚合物水凝胶在温度升高到临界点时，自由运动的接枝链导致疏水性聚集．引起整个网络脱水，从而引起剧烈的收缩。
白渝平等采用化学交联和循环冰冻一解冻相结合的顺序逼近法,制备了聚乙烯醇/聚丙烯酸(PVA/PAA)IPN温敏水凝胶,发现通过调节凝胶中或交联剂的含量可以控制突变体积的大小,含量越高,凝胶的溶胀度越大,在30℃时,交联剂的含量1.0mol％为时水凝胶的溶胀度最大。
[4]Kimiko研究了不同温度下水凝胶在水中的溶胀和收缩性能。
他们认为水分子在水凝胶中有三种存在形式(1)吸附在聚合物疏水链附近的水化层(2)在较松散的聚合物网络里自由移动的水分子(3)通过氢键连接在亲水性基团上的水分子。
[1]4．3pH值在高分子凝胶网络上可以引入强电离基团(如磺酸基)或弱电离基团(如羧酸基)。
pH 值的变化不会改变强电解质凝胶的溶胀特性，但对弱电解质凝胶的溶胀则有很大影响。
这是因为pH值的变化会引起弱电解质凝胶中电荷密度发生变化。
从而改变凝胶的渗透压。
对pH值变化敏感的高分子凝胶为由聚电解质构成的凝胶，如聚丙烯酸系PAAC。
对于聚丙烯酸凝胶，pH≤3或pH≥11时，凝胶内外的pH值相等，凝胶内部处于自由离子状态。