功能性水凝胶的活性聚合与应用研究进展
水凝胶的研究进展 ppt课件
水凝胶的研究进展
报告人 ： 指导人：
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什么是水凝胶？
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日常生活中常见到的水凝胶
农用保水剂
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抗旱保水剂
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西北干旱地区使用保水剂对土地保湿
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隐形眼镜
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口服控释药物剂型
人造肌肉
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尿片
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卫生巾
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（二）环境敏感性
环境敏感水凝胶
---------又称智能水凝胶，根据环境变化的 类型不同，环境敏感水凝胶又分为如下几 种类型：温敏水凝胶，PH敏水凝胶，盐敏 水凝胶，光敏水凝胶，电场感应水凝胶， 形状记忆水凝胶，非离子型水凝胶溶胀性 只取决于聚合物的化学成分，而与外界环 境无关。
温（热）敏水凝胶
--------热敏的水凝胶作为原位的药物传递
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pH敏感水凝胶 ------- pH敏感水凝胶是指聚合物的溶胀与 收缩随环境pH的变化而发生变化。 这些水 凝胶的溶胀性可随外界pH的变化发生极大 的、甚至不连续的 改变。
电解质敏感水凝胶 --------这类水凝胶对溶胀度的影响主要是 阴离子部分，离子化水凝胶的溶胀行为与 收缩行为与离子运动密切相关。阴离子型 水凝胶平衡溶胀随pH增大而增大；阳离子 24
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聚丙烯酰胺（PAMA）
从１９９７年１０月到２０ ００年４月，采用聚丙烯酰 胺这种新型软组织填充材料 矫正面颊、颞部、下肢、等， 共２２７９例。效果良好， 并发症少、使用方便，安全 有效。
高分子多糖水凝胶功能材料研究与应用进展
高分子多糖水凝胶功能材料研究与应用进展摘要：与传统高分子水凝胶材料相比，高分子多糖水凝胶因其具有环境友好型、生物相容性、特殊功能性、生物可降解性等优势而倍受重视。
综述了以植物多糖、海洋多糖、微生物多糖及其复合多糖为原料的多糖水凝胶功能材料的制备方法、功能特性和产品表征方法，介绍了多糖水凝胶材料在医药卫生、食品、化妆品、农业和环保等领域的应用情况，分析了多糖水凝胶在生物传感器、生物反应器、人工智能材料和抗菌材料等领域的应用前景，并指出提高材料性能与功能特性、分析凝胶形成机理和功能材料模拟等是未来多糖水凝胶研究的重点。
关键词：高分子多糖；水凝胶；功能材料；研究进展；应用多糖水凝胶是多糖利用的一个重要方面，水凝胶是一类具有三维交联网络结构，能够吸收并保持大量水分，而又不溶于水的功能高分子材料。
水凝胶自身的结构使其同时具备固体和液体的性质，即力学上表现出类固体性质，而在热力学上则表现出类液体行为[1-2]。
水凝胶因其具有低成本、多孔性、较高力学强度、光学透明性、生物可降解性、高溶胀率、生物相容性、刺激响应性等特性，被广泛应用于食品、化妆品、医药卫生、农业、环保等领域。
水凝胶按照制备原料的不同可分为天然高分子水凝胶和合成高分子水凝胶[3]。
用于制备水凝胶的天然高分子包括胶原/明胶、透明质酸、海藻酸盐、纤维素、黄原胶、魔芋葡聚糖、壳聚糖等[4-6]。
用于制备水凝胶的合成高分子包括聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙二醇和聚乙烯醇等。
近年来，高分子多糖如纤维素、半纤维素、壳聚糖、海藻酸钠、黄原胶以及透明质酸等因其优越的生物相容性、天然可降解性以及丰富的来源等特点，越来越多地被用作制备水凝胶的原料，拓宽了多糖的应用领域。
多糖水凝胶材料包括互穿聚合物网络多糖胶、多糖类接枝共聚水凝胶、多糖类大孔冻凝胶和多糖类智能水凝胶。
其中多糖类智能水凝胶，通过在多糖类水凝胶中引入具有刺激响应性的化学基团，从而可以利用大分子链或链段的构象或基团的重排使其内部体积发生突变。
水凝胶的制备与应用研究
水凝胶的制备与应用研究一、本文概述水凝胶是一种由物理或化学交联形成的三维网络结构的高分子材料，其网络结构中充满了水或其他溶剂。
由于其独特的结构和性质，水凝胶在生物医药、食品科学、农业、环境科学等众多领域具有广泛的应用前景。
本文旨在深入探讨水凝胶的制备方法、性质表征及其在各个领域的应用研究，以期为推动水凝胶的科学研究和技术发展做出贡献。
在本文中，我们将首先介绍水凝胶的基本概念、分类及其主要性质。
随后，我们将详细阐述水凝胶的制备方法，包括物理交联法、化学交联法以及辐射交联法等，并对各种方法的优缺点进行比较分析。
在此基础上，我们将进一步探讨水凝胶在生物医药、食品科学、农业、环境科学等领域的应用情况，包括药物载体、组织工程、农业保水剂、污水处理等。
我们将对水凝胶的研究现状和发展趋势进行总结和展望，以期为未来水凝胶的研究和应用提供有益参考。
二、水凝胶的制备方法水凝胶的制备方法多种多样，主要包括物理交联法、化学交联法和辐射交联法等。
这些方法的选择取决于所需水凝胶的性质、应用场景以及制备条件等因素。
物理交联法是一种简单且常用的水凝胶制备方法。
它通常涉及将高分子溶解在水中，然后通过温度、pH值、离子强度等物理条件的改变来诱导高分子链之间的相互作用，从而形成水凝胶。
这种方法操作简便，条件温和，但所得水凝胶的机械强度和稳定性通常较低。
化学交联法是通过化学反应在高分子链之间引入共价键来形成水凝胶的方法。
常用的化学交联剂包括多官能团单体、交联剂等。
通过调节反应条件，可以控制水凝胶的交联密度和网络结构，从而得到具有不同性质的水凝胶。
化学交联法制备的水凝胶通常具有较高的机械强度和稳定性，但制备过程可能涉及有毒物质，且反应条件较为苛刻。
辐射交联法是一种利用高能辐射（如紫外线、伽马射线等）诱导高分子链断裂和重新连接来制备水凝胶的方法。
这种方法可以在不添加任何化学试剂的情况下实现高分子链的交联，因此具有环保和简便的优点。
然而，辐射交联法对设备和操作要求较高，且可能引发高分子链的过度交联，导致水凝胶性能下降。
水凝胶在组织修复中的应用进展
水凝胶在组织修复中的应用进展水凝胶是一种具有高度水化程度的聚合物材料，其结构可以视为连续的三维网络结构，能够稳定地吸附水分子而呈现出凝胶状态。
水凝胶广泛应用于医学、生物工程、环境科学等领域，尤其是在组织修复中的应用具有巨大潜力。
本文将就水凝胶在组织修复中的应用现状、问题和未来展望进行探讨。
一、水凝胶在软组织修复中的应用软组织包括皮肤、血管、神经、肌肉等组织，具有修复周期短、血液供应充足等特点。
水凝胶材料在软组织修复中得到了广泛应用。
例如，融合氧化纤维素和明胶两种材料制成的凝胶能够加速皮肤伤口愈合，促进新血管生成和胶原蛋白沉积；而融合聚丙烯酰胺和明胶的凝胶则可以用于血管修复和曲张瘤的治疗。
除此之外，水凝胶在神经修复、肌肉修复等领域也得到广泛应用。
但是，目前水凝胶在软组织修复中仍面临一些问题。
例如，凝胶的生物相容性和生物降解性需要进一步优化，以减少材料对周围组织的刺激和损伤。
此外，凝胶的机械性能和稳定性需要优化，以保证其能够承受生物环境中的各种力学性能。
二、水凝胶在骨组织修复中的应用由于骨组织的特殊性质，水凝胶在骨组织修复中的应用较为复杂。
骨组织修复主要包括骨切除后的再生、骨折愈合和骨缺损修复等。
目前，水凝胶在这些方面的应用也正逐渐被人们所关注。
通过在水凝胶中引入钙离子、磷酸根离子等物质，可以制备出具有骨生长活性的水凝胶。
这种水凝胶可与骨组织相结合，并促进骨再生，从而在骨缺损修复、骨切除后的再生等方面得到应用。
此外，引入生物活性因子、细胞等物质也可进一步提高水凝胶的细胞相容性和治疗效果。
但是，水凝胶在骨组织修复中仍面临一些挑战。
例如，水凝胶的生物相容性和生物降解性需要进一步优化，避免其对骨组织的慢性毒性。
此外，钙离子、磷酸根离子等物质的释放速率也需要有所优化，以确保凝胶能够长期发挥作用。
三、未来展望随着技术的进步和人们对水凝胶在组织修复中的认识加深，其应用前景将更加广阔。
未来，水凝胶可望在组织修复中更好地发挥作用。
水凝胶材料的制备与生物应用研究报告
水凝胶材料的制备与生物应用研究报告一、引言水凝胶材料是一类具有高度吸水性和可逆性的材料，广泛应用于生物医学领域。
其独特的化学和物理性质使其成为生物应用的理想选择。
本研究报告旨在介绍水凝胶材料的制备方法以及其在生物应用中的潜在价值。
二、水凝胶材料的制备方法1. 化学交联法化学交联法是一种常用的水凝胶材料制备方法。
该方法通过引入交联剂，使聚合物链之间形成交联结构，从而增加材料的稳定性和吸水性能。
常用的交联剂包括甲醛、聚乙二醇二甲醚等。
此外，通过调节交联剂的浓度和反应条件，可以控制水凝胶材料的孔隙结构和吸水性能。
2. 物理交联法物理交联法是一种无需添加交联剂的水凝胶制备方法。
常用的物理交联方法包括冷冻-解冻法、热凝胶法和紫外光交联法。
其中，冷冻-解冻法通过冷冻水凝胶的方式形成交联结构，而热凝胶法则是通过温度变化引起的物理相变来实现交联。
紫外光交联法则利用紫外光的能量激发聚合物分子间的交联反应。
3. 生物交联法生物交联法是一种利用生物体内的酶或细胞来实现水凝胶材料交联的方法。
例如，通过添加适当的酶催化剂，可以使聚合物链之间发生酶催化反应，从而形成交联结构。
这种方法具有高度的生物相容性和生物活性，适用于生物医学领域的应用。
三、水凝胶材料的生物应用1. 组织工程水凝胶材料在组织工程中具有广泛的应用前景。
其高度的生物相容性和可塑性使其成为理想的组织支架材料。
通过调控水凝胶材料的孔隙结构和生物活性分子的导入，可以促进细胞的附着、增殖和分化，从而实现组织再生和修复。
2. 药物传递水凝胶材料在药物传递系统中具有重要的作用。
其高度的吸水性和可控释放性能使其成为理想的药物载体。
通过调节水凝胶材料的孔隙结构和药物的包埋方式，可以实现药物的缓释和靶向传递，提高药物的疗效和减少副作用。
3. 生物传感器水凝胶材料在生物传感器中具有广泛的应用潜力。
其高度的吸水性和可逆性使其成为理想的生物传感器材料。
通过引入生物活性分子或生物反应物质，可以实现对生物分子的高灵敏检测和定量分析。
《多功能水凝胶设计及其在伤口敷料中的应用研究》范文
《多功能水凝胶设计及其在伤口敷料中的应用研究》篇一一、引言随着生物医学技术的不断发展，伤口敷料的设计与制造逐渐成为研究的热点。
其中，多功能水凝胶因其独特的物理化学性质，在伤口敷料领域展现出巨大的应用潜力。
本文旨在探讨多功能水凝胶的设计原理及其在伤口敷料中的应用研究。
二、多功能水凝胶的设计原理多功能水凝胶是一种具有高吸水性、生物相容性及可调控性的高分子材料。
其设计原理主要基于聚合物的交联结构和亲水基团的引入。
通过合理的设计，可以实现水凝胶的多种功能，如止血、抗菌、促进伤口愈合等。
1. 交联结构设计：通过化学或物理交联方式，使聚合物分子链之间形成网络结构，从而提高水凝胶的机械强度和稳定性。
2. 亲水基团引入：在聚合物分子中引入亲水基团，如羧基、羟基等，以提高水凝胶的吸水性和生物相容性。
3. 功能基团修饰：通过在聚合物分子中引入具有特定功能的基团，如抗菌基团、生长因子等，使水凝胶具备多种功能。
三、多功能水凝胶在伤口敷料中的应用研究1. 止血功能：多功能水凝胶具有优异的止血性能，可以迅速封闭伤口，减少出血。
其交联网络结构能够吸附大量血液，同时释放促进凝血的生物活性物质。
2. 抗菌功能：通过在水凝胶中引入抗菌基团或药物，可以有效地抑制伤口感染。
同时，水凝胶的缓释性能可以保证药物在伤口部位持续释放，提高治疗效果。
3. 促进伤口愈合：多功能水凝胶具有良好的生物相容性和保湿性能，可以为伤口提供湿润的环境，有利于细胞的生长和繁殖。
此外，水凝胶中的生长因子等生物活性物质可以促进肉芽组织的形成和上皮细胞的增殖，加速伤口愈合。
4. 药物传递：多功能水凝胶可以作为药物传递系统，将药物直接输送到伤口部位。
通过控制药物的释放速率和释放量，可以实现药物的持续、稳定释放，提高治疗效果。
四、实验方法与结果1. 实验方法：（1）制备多功能水凝胶：采用化学或物理交联方法，制备具有不同交联结构和功能基团的水凝胶。
（2）性能测试：对制备的水凝胶进行吸水性、机械强度、生物相容性等性能测试。
抗菌水凝胶敷料的研究进展
抗菌水凝胶敷料的研究进展一、本文概述抗菌水凝胶敷料作为一种新型的生物医用材料，近年来在医疗领域的应用日益广泛。
其独特的抗菌性能以及良好的生物相容性使得其在伤口愈合、感染控制等方面展现出巨大的潜力。
本文旨在全面综述抗菌水凝胶敷料的研究进展，从抗菌水凝胶敷料的定义、分类、抗菌机制、制备方法以及临床应用等方面进行详细阐述。
本文还将对目前抗菌水凝胶敷料研究中存在的问题和挑战进行探讨，并展望其未来的发展趋势和应用前景。
通过本文的综述，旨在为相关领域的研究人员提供全面的参考和借鉴，推动抗菌水凝胶敷料的研究和发展。
二、抗菌水凝胶敷料的基础理论抗菌水凝胶敷料的研究与应用，根植于材料科学、生物医学、微生物学等多个学科交叉的理论基础。
其核心在于将水凝胶的高吸水、保水性能与抗菌剂的抗菌效果相结合，创造出一种既能提供湿润环境促进伤口愈合，又能有效抑制细菌感染的新型敷料。
水凝胶是一种由亲水性高分子通过化学或物理交联形成的三维网络结构，能够在水中迅速吸收并保留大量水分而不溶解。
这种特性使其成为理想的伤口敷料材料，因为它能够在伤口表面形成一个湿润的环境，有利于上皮细胞的迁移和增殖，促进伤口愈合。
抗菌水凝胶敷料的关键在于其抗菌性能的实现。
这通常通过在水凝胶中添加抗菌剂来实现，抗菌剂可以是无机抗菌剂（如银离子、锌离子等）、有机抗菌剂（如季铵盐、抗生素等）或天然抗菌剂（如壳聚糖、蜂胶等）。
这些抗菌剂通过破坏细菌的细胞壁、抑制细菌的代谢或干扰细菌的DNA复制等方式，达到杀灭或抑制细菌生长的目的。
抗菌水凝胶敷料还需要具备良好的生物相容性和生物降解性。
生物相容性是指材料在与生物体接触时，不会引起生物体的排异反应或毒性反应。
生物降解性则是指材料能够在生物体内或体外环境中逐渐分解，避免对生物体造成长期负担。
抗菌水凝胶敷料的研究进展不仅取决于水凝胶和抗菌剂的性能优化，还需要关注敷料的生物相容性和生物降解性。
未来，随着材料科学和生物医学的不断发展，抗菌水凝胶敷料有望在伤口愈合领域发挥更大的作用。
水凝胶应用现状及研究进展
水凝胶应用现状及研究进展作者：杨家杰来源：《西部论丛》2018年第12期摘要：水凝胶（Hydrogel）是以水为分散介质的凝胶。
具有网状交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团和亲水残基，亲水残基与水分子结合，将水分子连接在网状内部，而疏水残基遇水膨胀的交联聚合物。
是一种高分子网络体系，性质柔软，能保持一定的形状，能吸收大量的水。
本文主要叙述了水凝胶的研究历史、形成原理、分类、制法，简要介绍了其应用现状，并对展望其研究进展。
关键词：水凝胶高分子材料研究应用一、研究历史1、美国约翰·霍普金斯大学医学院报告称，他们开发出一种新型水凝胶生物材料，在软骨修复手术中将其注入骨骼小洞，能帮助刺激病人骨髓产生干细胞，长出新的软骨。
在临床试验中，新生软骨覆盖率达到86%，术后疼痛也大大减轻。
论文发表在2013年1月9日出版的《科学·转化医学》上。
2、埃里希还说，研究小组正在开发下一代移植材料，水凝胶和黏合剂就是其中之一，二者将被整合为一种材料。
此外，她们还在研究关节润滑和减少发炎的技术。
3、加拿大最新的研究显示，水凝胶（Hydrogel）不仅有利于干细胞（Stem cell）移植，也可加速眼睛与神经损伤的修复。
研究团队指出，像果冻般的水凝胶是干细胞移植的理想介质，可以帮助干细胞在体内存活，修复损伤组织。
4、中国科学院兰州化学物理所研究员周峰课题组利用分子工程，设计制备出一种具有双交联网络的超高强度水凝胶，大大提高了水凝胶的机械性能。
相关研究已发表于《先进材料》。
5、据国外媒体报道，美国加州大学圣迭戈分校的纳米科学工程师日前研发出了一种凝胶，这种凝胶中含有能够吸附细菌毒素的纳米海绵。
这种凝胶有望用于治疗抗药性金黄色葡萄球菌（methicillin-resistant Staphylococcus aureus，MRSA。
这种细菌产生了对所有青霉素的抗药性，常常被称作“超级细菌”）导致的皮肤和伤口上的感染。
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第 46 卷 第 11 期2017 年 11 月Vol.46 No.11Nov .2017化工技术与开发Technology & Development of Chemical Industry功能性水凝胶的活性聚合与应用研究进展梁 良1，张亚平2，周 瑜2，任 锦2（1.九江学院分析测试中心，江西 九江 332005；2.九江学院药学与生命科学学院，江西 九江 332005）摘 要：功能性水凝胶能够针对不同环境的变化而做出响应，在生物医药、组织工程、环境保护等领域被广泛研究。
活性聚合则拥有结构设计性强、反应控制灵活、产物均一性好的优势。
本文主要介绍了目前功能性水凝胶活性聚合的研究进展和应用情况。
关键词：功能性水凝胶；活性聚合；应用中图分类号：TQ 317 文献标识码：A 文章编号：1671-9905(2017)11-0030-03基金项目：九江学院科研基金项目（No.8500353）和启动基金项目（No.8879415）作者简介：梁良（1986-），男，硕士，实验师，研究方向：复合药物载体材料的合成通信联系人：任锦（1986-），女，博士，讲师，研究方向：载药体系的研究收稿日期：2017-08-07水凝胶是一种含有大量亲水基团的三维网状高分子材料，能够吸收大量的水进行溶胀。
水凝胶功能化后，面对外界环境敏感点的变化，如温度、pH 值、压力、磁力、溶剂极性等，能够实现凝胶-溶胶或者溶胀的形态变换，并在这一过程中完成设定的功能化目的。
基于水凝胶良好的生物相容性与环境友好性，以及超强的分子可设计性，其在药物传输[1]、组织工程[2]、水环境保护[3]和催化剂载体[4]等领域拥有巨大的开发潜力和发展前景。
活性聚合因不存在链转移和链终止过程，使得反应过程能够被精确控制，同时链引发速率又大于链增长速率，使产物分子量分布集中，均一性非常好，因此，使用活性聚合可以让包含各种功能基团的水凝胶被精确制造出来，产物的高一致性也提升了其运用到工业生产的可能性。
1 活性聚合1.1 原子转移自由基聚合原子转移自由基聚合（Atom Transfer Radical Polymerization，ATRP）又称金属催化自由基聚合，是利用了金属催化剂具备发生可逆氧化还原反应的能力，使特定基团可以在活性种与休眠种之间自由转移，氧化-还原的往复循环实现链的增长。
该法的特点在于聚合产物结构的可设计性很强，不仅能够通过选用不同的聚合单体，还可以通过改变引发剂-卤代烷中烷烃部分的结构来设计所需要的水凝胶结构。
盛维娟课题组[5]用2-溴代丙酸乙酯为引发剂，氯化亚铜为催化剂，通过ATRP 法将具有温度响应特性的甲基丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯和寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯，以及N -羟甲基丙烯酰胺按比例共聚，再分别对共聚物进行叠氮化与炔基化处理，最后将二者交联得到温敏性水凝胶。
周应学等[6]用2-溴异丁酰溴改性的α-环糊精与溴丙酰溴封端的F127水凝胶自组装形成聚准轮烷，并以此作为大分子引发剂，通过ATRP 法将聚乙二醇二丙烯酸酯和2-甲基丙烯酸羟乙酯进行共聚，由于引发剂中烷烃部分含有引入的改性α-环糊精与凝胶大分子结构，使得产物水凝胶不仅具有交联网络的超分子结构，还获得了良好的热敏性与力学强度。
1.2 可逆加成-断裂链转移聚合可逆加成-断裂链转移聚合（Reversible Addition-Fragmentation Transfer Polymerization, RAFT）实际上是在传统的自由基聚合反应中，加入了高链转移常数的链转移剂，使链转移成为一个快速而且可逆的过程，从而实现活性种与休眠种的可逆平衡，期间链转移相对链增长的反应时间可以忽略不计。
这种活性聚合方法的优势是继承了传统自由基聚合的所有工艺和条件，拥有实现大规模工业31第 11 期化生产的基础与潜力。
刘晓暄团队[7]首先合成了链端含有三硫代碳酸酯基的链转移剂，通过光引发RAFT法，将N-异丙基丙烯酰胺和N,N-二甲基双丙烯酰胺交联共聚，并使用聚乙二醇作为制孔剂，得到能快速响应的多孔水凝胶。
刘桂廷等[8]分别选用具备温敏性的聚乙二醇甲基丙烯酸酯和具有pH敏感性的丙烯酸作为反应单体，以S-1-十二烷基-S′ -( α, α-二甲基-α-乙酸)三硫代碳酸酯为链转移剂，采用RAFT法一步合成了温度与pH值双重响应的功能性水凝胶，整个反应简单高效。
1.3 氮氧稳定自由基聚合氮氧稳定自由基聚合（Nitroxide-Mediated Free-Radical Polymerization, NMRP）是在氮氧化合物生成的自由基与链增长自由基形成休眠种后，通过高温使休眠种产生自由基，恢复为活性种，实现活性聚合。
这种聚合方式可以避免产物中存在如金属催化剂这样的杂质。
赵玮杰[9]先合成出含有烷氧基胺基团的交联剂，使用该交联剂制备出聚丙烯酸叔丁酯凝胶，加入苯乙烯后，加热使凝胶中烷氧基胺的碳氧键发生均裂，得到含氮氧自由基的活性种，引发苯乙烯聚合，再与之发生共聚后形成两嵌段凝胶，最后将叔丁酯段水解，得到聚丙烯酸-聚苯乙烯的两亲性凝胶。
1.4 氧阴离子聚合氧阴离子聚合（Oxyanion-Initiated Polymeriza-tion，OIP）的反应机理是利用醇钾等在极性溶剂中生成氧阴离子，而氧阴离子作为活性基团引发链增长，实现单体聚合。
此聚合的速率很快，并且对反应条件的要求较温和。
韩丹[10]选用萘钾引发体系，经氧阴离子聚合制备出胍盐修饰的阳离子聚合物，再分别与阴离子聚合物海藻酸钠和木质素磺酸钠通过静电作用产生物理交联，形成离子型水凝胶。
2 功能性水凝胶的应用2.1 药物传输水凝胶具备三维网络结构，存在包埋或容纳药物分子的空间，是作为药物传输载体的理想对象。
水凝胶功能化后，能够通过变换形态来响应体内特殊环境的变化，实现对负载药物缓释、控释的目的。
李聪等[11]将具有促进成骨细胞生长的甲状旁腺相关肽载入到温敏性水凝胶内，对比不同温度下的释药结果发现，20℃时，该复合物1d释放了总载药量的90%，而在生理温度37℃下，其平稳持续地释药了13d，缓释效果显著。
He等[12]采用1-溴代十二烷改性果胶得到具有pH敏感性的烷基化果胶水凝胶，以牛血清白蛋白为负载药物分子，模拟了在不同酸碱度的体液中的释放情况，发现在模拟肠液中的释放量明显大于模拟胃液中的，说明该水凝胶具备控释能力。
2.2 组织工程制备水凝胶时既可以选用不同单体进行交联聚合，也可以使用聚合物进一步接枝共聚，原料既可以是天然的也可以是人工合成的。
正是由于水凝胶制备工艺灵活，选材广泛，使得水凝胶可以具备良好的生物相容性和降解性、无毒性以及医学应用价值。
杨国慧等[13]开发出聚乙二醇双丙烯酸酯水凝胶作为鼻腔填充材料，并论证了其细胞相容性。
周勇课题组[14]用聚乙烯醇与天然聚合物壳聚糖制备出多孔水凝胶，再复合骨髓间充质干细胞，成功修复了兔膝关节软骨缺损。
张鸿鑫等[15]采用天然多糖海藻酸与酰肼化的聚乙二醇反应，得到具有自愈合性能的动态交联水凝胶，该材料能在生理温度下，实现切口自动愈合，可作为注射水凝胶填充生物体内被破坏的组织结构。
2.3 水环境保护水凝胶拥有庞大的分子结构，而结构中存在大量的能与重金属离子发生络合反应的功能基团，作为吸附这些离子的活性位点[16]，达到清除水体中重金属的目的。
刘婉宜等[17]制备出表面分布有胺基和羧基残基的聚丙烯酸盐-丙烯酰胺水凝胶，利用这两种功能基团与重金属离子形成螯合物，分别考察了该水凝胶对Cu2+、Pb2+、Zn2+和Cd2+的吸附性能，发现对这4种重金属离子的最大吸附量分别为185.73mg·g-1、587.99mg·g-1、208.42mg·g-1、402.86mg·g-1。
叶满辉等[18]以戊二醛为交联剂制备得到一种具有高效吸附能力的水凝胶聚天冬氨酸/木质纤维素水凝胶，其对Pb2+的最大吸附量可达到972.35mg·g-1，这主要是因为聚天冬氨酸结构中含有肽键和羧基，而木质纤维素结构中又存在很多如醇羟基、酚羟基、羰基等的基团，这些功能基团均能够与重金属离子发生作用，使得该水凝胶拥有很强的吸附能力。
梁 良等：功能性水凝胶的活性聚合与应用研究进展2.4 催化剂载体研究者们采用水凝胶吸附或者包覆催化剂的方式，拓宽催化剂的使用范围，提升其使用效果。
刘兵等[19]用纤维素水凝胶包覆Fe3O4类Fenton纳米催化剂，使包覆后的催化剂能够在pH值为3~7的环境中降解酸性大红GR，而没有水凝胶包覆“保护”的催化剂在此条件下则没有催化降解效果。
陶倩[20]将碳酸脱水酶与温敏型水凝胶聚N-异丙基丙烯酰胺一起封装在反相微乳液中，当使用温度升高后，水凝胶收缩并借助疏水端吸附碳酸脱水酶，阻止其在高温时发生聚集而失去催化活性，保护效率达到83.2%。
3 结语功能性水凝胶因其能够对外界环境敏感点的变化做出响应而备受研究者关注，再加上水凝胶本身的结构特点和多方面的性能优势，使得功能性水凝胶在众多领域拥有应用前景。
近年来，关于水凝胶活性聚合的报道日渐增多，由于活性聚合的可设计性强，反应可控，产物一致性好，能够进一步挖掘功能性水凝胶的应用潜力，提升工业化生产的可行性。
然而，如何兑现这些潜力与前景，还需要不懈努力，希望在不远的将来，功能性水凝胶在日常生活生产中得到广泛应用。
参考文献：[1] Wu H, Liu S, Xiao L, et al. Injectable and pH-ResponsiveSilk Nanofiber Hydrogels for Sustained Anticancer Drug Delivery[J]. Acs Applied Materials & Interfaces, 2016, 8(27): 17118-17126.[2]Giammanco G E, Carrion B, Coleman R M, et al.Photoresponsive Polysaccharide-Based Hydrogels with Tunable Mechanical Properties for Cartilage Tissue Engineering[J]. Acs Applied Materials & Interfaces, 2016, 8(23): 14423-14429.[3] Muya F N, Sunday C E, Baker P, et al. Environmentalremediation of heavy metal ions from aqueous solution through hydrogel adsorption: a critical review[J]. Water Science & Technology, 2015, 73(5): 983-992.[4]Fourmond V, Stapf S, Li H, et al. The mechanism ofprotection of catalysts supported in redox hydrogel films[J].Journal of the American Chemical Society, 2015, 137(16): 5494-505.[5] 盛维娟，刘守信，王芹芹，等.温敏性P(MEO2 MA-co-OEGMA-co-HMAM)自交联水凝胶的制备和性质[J].化学研究与应用，2015，27(9)：1322-1331.[6] 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.[7] 刘晓暄，张永涛，崔艳艳，等. NIPAM共聚物多孔水凝胶的光引发RAFT合成及其溶胀性能[J].高分子学报，2011(6)：672-678.[8] 刘桂廷，杨云云，叶磊，等. RAFT一步法制备温度和pH双重响应的多孔智能水凝胶及其性能[J].高分子材料科学与工程，2012，28(12)：13-16.[9] 赵玮杰.活性自由基聚合合成特殊结构性能的凝胶[D].上海：复旦大学，2008.[10] 韩丹.离子驱动及含螺吡喃水凝胶的合成与性能研究[D].北京：北京化工大学，2016.[11] 李聪，张喆，贺超良，等.生物可降解温度敏感性水凝胶用于甲状旁腺相关肽的可控释放[J].高分子学报，2012(7)：778-783.[12]He XH, Liang RH, Liu CM, et al. Alkylated pectinhydrogels as potential protein drug carriers[J]. Journal ofApplied Polymer Science, 2017, 134: 45344-45351. [13] 杨国慧，韩德民，臧洪瑞，等.新型鼻腔填塞材料聚乙二醇双丙烯酸酯复合物水凝胶的细胞相容性[J].中国组织工程研究，2017，21(10)：1546-1551.[14] 周勇，贾兆锋，刘威，等.聚乙烯醇/壳聚糖多孔水凝胶复合骨髓间充质干细胞修复膝关节软骨缺损[J].中国组织工程研究，2017，21(18)：2881-2889.[15] 张鸿鑫，鲁路，李立华，等.海藻酸动态共价交联水凝胶的制备及其自愈合性能[J].高分子学报，2016(3)：368-374.[16] Guo X, Zhang S, Shan X Q. Adsorption of metal ions onlignin[J]. Journal of Hazardous Materials, 2008, 151(1):134-142.[17] 刘宛宜，杨璐泽，于萌，等.聚丙烯酸盐-丙烯酰胺水凝胶的制备及对重金属离子吸附性能的研究[J].分析化学，2016，44(5)：707-715.[18] 叶满辉，王丽，杜慧琴.聚天冬氨酸/木质纤维素水凝胶对Pb(Ⅱ)的吸附及脱附性能[J].高分子材料科学与工程，2016，32(11)：63-69.[19] 刘兵，周益名，吴清珍，等.纤维素水凝胶包覆Fe3O4类Fenton纳米催化剂的制备及其催化降解性能[J].材料科学与工程学报，2017，35(1)：119-124.[20] 陶倩.受限空间中温敏性聚合物对酶的热保护作用[D].天津：南开大学，2013.（下转第42页）[4] 梁爱惠，蒋治良，黄思玉，等.罗丹明6G共振散射光谱法测定水中痕量六价铬[J].环境污染与防治，2004，26(6)：472-474.[5] GB/T 7467-1987，水质六价铬的测定[S].[6] 赵彩玲，高风光.分光光度法快速测定水中Cr(Ⅵ) [J].化学分析计量，2006，15(5)：63-64[7] 罗艳，胡皓冰.二苯基碳酰二肼光度法快速测定废水中的六价铬[J].应用化工，2012，41(12)：2174-2175. [8] 周日东，陈秀惠，郑倩清.流动注射分析法与分光光度法测定水中六价铬的比较[J].实验监测与检验，2008，24(13)：1256-1257.Detection Optimized Condition of Cr(Ⅵ) in Water by 1,5-DiphenylcarvazideSpectrophotometryLIU Yuchen, ZHANG Yuanyuan, SHI Qingzhu, LI Jing, YUE Wei, ZHUANG Wenchang(School of Chemistry and Chemical Engineering, Xuzhou University of Technology, Xuzhou 221111, China) Abstract:The concentration of Cr(Ⅵ) in water was detected by 1,5-diphenylcarvazide spectrophotometry. According to the single variable, the test conditions of Cr(Ⅵ) concernation were optimized by adjusting the dosage of coloring agent, complex reaction time and the solution pH value. It was revealed that the optimized conditions were: the complex reacion time was not less than 5 min, 0.2mol/L H2SO4 and 0.4mL 5g/L DPC. The linear regression equation of concentration-absorbance of Cr(Ⅵ) was established with the correlation coefficient R2 =0.997. This method was simple, convenient and highly sensitive, and obtained a fine linear of in concentration range of 0.0429~50 mg/L.Key words: 1,5-diphenyl-carbohydrazid; spectrophotometric method; Cr(Ⅵ); optimizationResearch Advances in Active Polymerization and Application of Functional HydrogelsLIANG Liang1, ZHANG Yaping2, ZHOU Yu2, REN Jin2(1. Analytical and Testing Center, Jiujiang University, Jiujiang 332005, China; 2.School of Medicine and Life Sciences,Jiujiang University, Jiujiang 332005, China)Abstract: Functional hydrogels responding to the changes of different environments was widely studied in biological medicine, tissue engineering, environmental protection and other fields, and the active polymerization had advantages in designing the structure of polymer, controlling reaction flexibly and getting the product of good uniformity. In this paper, the study on activity polymerization and the application of functional hydrogels currently were mainly introduced.Key words: functional hydrogels; active polymerization; application（上接第32页）。