凝胶剂的研究进展
国内外气凝胶发展现状
国内外气凝胶发展现状气凝胶是一种具有多孔结构和极低密度的功能性材料，因其独特的物理和化学性质在各个领域都有着广泛应用。
近年来，随着人们对新型材料需求的增加，气凝胶在国内外的研究与发展也日益受到重视。
一、气凝胶的定义和特点气凝胶是一种由高度交联的凝胶组成的多孔材料，其孔隙结构可调控，并且具有极低密度和良好的绝热性能。
这些特点使得气凝胶成为一种独特的新型材料，被广泛应用于隔热隔音、吸附分离、催化剂载体等领域。
二、国内气凝胶研究现状在我国，气凝胶的研究起步较晚，但近年来取得了显著进展。
许多高校和科研机构开展了气凝胶的制备和应用研究，为我国气凝胶产业的发展奠定了基础。
目前，国内研究重点主要集中在气凝胶的制备方法、性能调控以及应用领域拓展等方面。
1. 气凝胶制备方法目前，国内气凝胶的制备方法主要包括溶胶-凝胶法、超临界干燥法、溶胶凝胶法等。
这些方法的不断改进和优化，使得气凝胶的制备更加简便高效，并且可以调控气凝胶的孔隙结构和物理性能，满足不同领域的需求。
2. 气凝胶性能调控近年来，国内研究人员通过改变气凝胶的成分、控制热处理条件等手段，成功调控了气凝胶的力学性能、绝热性能、吸附性能等重要性能。
这些研究成果为气凝胶在航空航天、建筑节能等领域的应用提供了有力支撑。
3. 气凝胶应用领域拓展除了传统的隔热隔音领域，国内研究人员还开展了气凝胶在光学、催化剂载体等领域的应用研究。
例如，石墨烯气凝胶的制备与性能研究、金属氧化物气凝胶的催化性能等方面均取得了显著成果。
三、国外气凝胶研究现状相较于国内，国外气凝胶的研究历史更为悠久，研究水平也更加成熟。
欧美国家在气凝胶的制备方法、性能表征、应用拓展等方面取得了一系列重要进展，并且在多个领域有着广泛的应用。
1. 气凝胶的制备方法国外研究人员将超临界干燥、溶胶-凝胶等方法应用于气凝胶的制备中，并通过“模板法”、“超分子自组装”等手段实现了气凝胶的结构调控。
这些研究方法为气凝胶的精密制备和应用提供了重要技术支持。
生物医用水凝胶敷料的研究现状与应用前景
然而，目前的研究仍存在一些不足之处，例如水凝胶材料的生物相容性和降 解性有待进一步提高，药物载体和细胞生长支架的材料性能需要进一步优化等。
未来研究方向
未来，生物医用水凝胶的研究将更加深入和广泛。首先，需要进一步研究和 改进水凝胶材料的生物相容性和降解性，以满足临床应用的需求。其次，需要探 索新的制备方法和加工技术，以实现水凝胶材料的多样化和功能化。此外，还需 要进一步研究水凝胶在药物传递和组织工程中的具体应用，以推动其在医疗领域 的应用。最后，需要加强跨学科的合作，促进生物医用水凝胶在多领域的应用和 发展。
参考内容
引言
生物医用水凝胶是一种具有高度亲水性的高分子材料，在生物医学领域具有 广泛的应用价值。水凝胶具有良好的生物相容性和可降解性，可用于药物传递、 组织工程、生物传感器等领域。本次演示旨在探讨生物医用水凝胶的研究进展， 以期为未来的研究提供参考。
研究现状
随着生物医用水凝胶的应用越来越广泛，其市场前景也越来越广阔。目前， 生物医用水凝胶已广泛应用于药物传递、组织工程、生物传感器、医疗器材等领 域。其中，药物传递和组织工程是生物医用水凝胶最为广泛的应用领域。在药物 传递方面，水凝胶可用于药物载体，实现药物的缓慢释放和保护药物在体内的活 性。在组织工程方面，水凝胶可作为细胞生长的支架材料，促进组织的再生和修 复。
研究方法
生物医用水凝胶的研究方法主要包括实验设计、数据收集和分析、理论建模 和模拟等。实验设计包括材料制备、性能表征、细胞培养等。数据收集包括生物 相容性、降解性、药物释放等。理论建模和模拟可以帮助科学家更好地理解材料 的性能和行为，为材料的优化设计提供指导。
研究进展
近年来，生物医用水凝胶的研究取得了显著的进展。在药物传递方面，水凝 胶作为药物载体可以实现药物的缓慢释放，提高药物的治疗效果和减少副作用。 在组织工程方面，水凝胶作为细胞生长的支架材料，为组织的再生和修复提供了 新的途径。此外，生物医用水凝胶在生物传感器、医疗器材等领域也有重要的应 用。
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。
高吸油性凝胶
展 望
目前,国内外对高吸油性凝胶的研究还处于 起始阶段。其研究多限于考察单体配比、 交联剂用量、引发剂用量、反应温度、反 应时间等对凝胶性能的影响,进而通过优化 聚合条件制备吸油率较高的凝胶。因此可 以看出高吸油性凝胶领域的研究尚有很大 的发展空间,今后的研究应主要朝着进行理 论研究；新技术的开发；应用领域等方面 进行
国内对高吸油性凝胶的研究虽然起步较 晚,但取得了重大进展。浙江大学和苏州 大学对吸油凝胶进行了较系统的研究,大 连理工大学及中国兰州石化公司石油化 工研究院开发的自溶胀高吸油性凝胶,分 别通过了省级鉴定,达到商品化的要求,但 目前国内还尚无工业化的报道。
高吸油性凝胶的理论研究
吸油原理
高吸油性凝胶由亲油性单体通过低交联度聚合形成三维交联的网 状结构,利用微弱的范德华力吸油。当高吸油性凝胶与油接触作用 时,由于分子内的亲油基链段与油分子的溶剂化作用,凝胶发生溶 胀。初始时,少量油分子进入凝胶内,不足以使高分子链段完全伸 展开,此阶段称为分子扩散阶段。至油分子进入达到足够量时,溶 剂化作用足够强,在热力学推动力推动下链段完全伸展开,网络中 只有共价键结合的交联点存在。此阶段为Flo2ry - Huggins方程控 制阶段。此阶段凝胶达到充分溶胀,由热力学不平衡向平衡态方向 进行。高吸油性凝胶吸油原理与高吸水性凝胶的吸水机理基本相 同,但后者能与水形成氢键,并在聚合物内外产生渗透压,因而吸水 倍数可达树脂质量的几百至数千倍。而高吸油性凝胶是利用微弱 的范德华力作用吸油的, 因而吸收倍率要比高吸水性凝胶的吸收倍 率小得多。
3 高吸油性凝胶的聚合工艺
悬浮聚合是目前合成高吸油性凝胶最常用的聚合 工艺。合成高吸油性凝胶所用的是不溶于水的油 状单体,经剧烈搅拌可在水中生成油滴状分散相,此 为一不稳定的动态平衡体系。随着聚合反应进行, 油滴逐渐变黏稠有凝结成块的倾向。为防止凝结, 水相中必须加有分散剂(又称悬浮剂) 。聚合时采 用难溶于水易溶于单体的油溶性引发剂。在高吸 油性凝胶合成时,悬浮聚合中常用的分散剂有聚乙 烯醇、明胶、磷酸钙等。通常情况下使用聚乙烯 醇的效果较好
聚乙烯醇水凝胶的制备及应用进展_吴李国
聚乙烯醇水凝胶的制备及应用进展吴李国 章悦庭 胡绍华(东华大学纤维材料改性国家重点实验室,上海,200051)摘要 综述了PVA 水凝胶的制备进展,详细介绍了PVA 水凝胶的最新应用研究。
关键词:聚乙烯醇,水凝胶,制备,应用中图法分类号:TQ31 高分子凝胶是线性高分子链通过交联形成三维网状结构,再经过大量溶剂溶胀形成的一种胶态物质[1]。
“凝胶”的称谓是由胶体化学创始人Graham 于19世纪后半叶提出的。
最早的凝胶应用可以追溯到中国古代的豆腐制作。
现代的凝胶研究则始于水溶胶领域明胶的研究[2]。
最初的凝胶研究只限于凝胶的溶胀等基本现象,例如对天然橡胶在有机溶剂中溶胀时压力与浓度的关系等等。
20世纪30年代起,科学家开始系统地研究凝胶化(Gelation )过程,主要体现在基础理论的研究和工艺学研究两方面。
Flor y 提出了利用单体聚合制造网络的临界条件,此后,Flor y 又和R ehner 提出了网络结构的溶胀理论。
Eldridge 和Ferr y 则研究了热可逆溶胶的凝胶点和聚合物浓度的关系。
凝胶按照分散相介质的不同而分为水凝胶(hydro -gel )、醇凝胶(alc ogel )和气凝胶(aerogel )等。
因此,水凝胶的分散相介质是水,它是由水溶性分子经过交联后形成的,能够在水中溶胀并且保持大量水分而不溶解的胶态物质。
20世纪50年代,日本人曾根康夫[3]最早注意到聚乙烯醇(P V A )水溶液的凝胶化现象。
由于P V A 水凝胶除了具备一般水凝胶的性能外,特别具有毒性低、机械性能优良(高弹性模量和高的机械强度)、吸水量高和生物相容性好等优点,因而倍受青睐。
P V A 水凝胶在生物医学和工业方面的用途非常广泛。
这里就PV A 水凝胶最新的制备和应用研究进展作一综述。
1 PVA 水凝胶的制备PVA 水凝胶的制备按照交联的方法可分为化学交联和物理交联。
化学交联又分辐射交联和化学试剂交联两大类。
预交联凝胶颗粒堵水调剖剂的研究进展
等吸水基团 ， 能吸收 自身重量几倍甚至几十倍 的 水， 并具有 良好 的保水性能； 可在体层 中滞留 ， 并 且溶胀后的凝胶是 弹性体 ， 在压力等作用下能变 形， 向地层孔隙中运移 ， 达到调剖堵水的 目的。
有机硅类偶联剂在 引发剂存在下反应 ， 制得的凝
胶 经 剪 切 、 粒 ， 到预 交联 凝 胶 颗 粒 ； 详细 考 造 得 并
酰胺为交联剂 ， 采用溶液法制备预交联 Ａ ／ Ａ ＭＡ ／ Ｄ ＤＡ Ｍ Ａ Ｃ堵剂 ， 确定 最佳反应条件为 ： （ Ｍ） ｒ Ａ ： ｎ
用微观实验装置研究预交联凝胶颗粒 ， 现 发 颗粒 通 过孔 喉 时有 以下 运 移 规 律 ： １ 比孔 喉小 （） 的颗粒在水驱作用下顺利通过孔喉 ； ２ 由于预 （）
交联 颗粒 具有 粘 弹性 ， 以发 生 形 变 ， 有 “ 可 具 变形 虫” 的特征 ， 变形 通 过 孑 喉再 恢 复原 状 ；３ 颗 粒 Ｌ （）
种类 、 调剖机理 和性能评价方法。对预交联颗粒堵水调剖剂 的合成 研究现 状进行 了综 述。分析 了
该类调剖剂在深部调剖应用时存在 的问题 ， 出了改进建议 和研究方 向。 提 ［ 关键词 ］ 预交联凝胶颗粒 堵水 调剖
随着采油 的深入 ， 田采出液含水率越来越 油 高， 产油率大大降低 。对注水井 和油井进行调剖 堵水是解决原油含水率高的重要手段之一 。目 前 研究 开发 的调 剖体 系有很 多种 ， 括无 机颗 粒 、 包 复
周亚 贤等 采 用 ２一丙 烯 酰 胺 基 一２一甲基 ¨ 丙磺 酸 （ ＭＰ ） 含 Ｓ— ｓ 和 Ｓ— Ｃ键 的有 机 物 、 Ａ Ｓ、 ｉ ｉ ｉ
含吡啶小分子胶凝剂研究进展
２ ０ 年 ９月 ０８
胶体 与聚合物
Ｃｈｎ ｓ ｏ ｍ ａ ｆ ｏｌｉ ｉｅｅＪ ｕ ｌ ｌ ｄ＆ ｐ ｌｍｅ ｏＣ ｏ ｏｙ ｒ
Ｖ０ ．６ Ｎｏ３ １ ． ２ Ｓ ｐ２ ０ ｅ ．０ ８
含 吡啶小分 子胶 凝剂研 究进展
的响应 性ｐ． ． ． 。
在 超分 子 凝胶 研 究 中 ， 们 将 既具 有 芳 香 性 人
又 具 有 叔 胺 特 性 的 吡 啶结 构 引入 到 Ｌ ｓ结 构 ＭＧ
中， 建立了一系列物理凝胶体系 。芳香性和叔胺 特性使这类化合物呈现 良好 的亲溶剂 性 ， 强烈的
质 子 化 、季胺 盐 化 和 与 过 渡 金 属 离 子 配 位 的倾
定 性 与 它们 对金 属 离子 的配 位 能力 密切 相关 。有
别于不含金属离子 的凝胶体系 ， 在含 Ａ 的凝胶
体 系 中 ， 凝 剂 分 子 的簇 集 形 态 呈纤 维 状 ， 明 胶 说
向， 突出的 ｎ 堆积倾向 ， — 方便 、 多样 的可修饰 性， 以致可用来调节吡啶衍生物在溶液 中的溶解
２ 胆 固醇 类 衍 生物
胆 固醇类 衍 生 物 往 往 表 现 出突 出 的胶 凝 行
ｄ． ； ｕｎ研究方Ｉ： ｅ 向 胶体与界面化学， 光物理技术与应用
维普资讯
胶 体 与 聚 合 物
第２ ６卷
Ｃ （）４ 四面体在凝胶纤维中构象变化的结果 ； ｕ Ｉ・：
用含联二吡啶的胆固醇类与cui的配位作用建立了具有氧化还原刺激相变的凝胶体系cui该体系伴随溶胶凝胶相变可逆性地从浅红色变为蓝绿色这种颜色变化被认为是含吡啶小分子胶凝剂研究进展应用表面与胶体化学教育部重点实验室陕西师范大学化学与材料科学学院西安710062简述了含吡啶结构的小分子胶凝剂的研究进展介绍了这类胶凝剂的结构特点胶凝行为和凝胶性能
浅谈凝胶剂在中药制剂中的研究进展
等优点 ，引起 了众多研究者 的浓厚兴趣 ，在 中药领域也 逐渐得 以研究应用 。如把一些传统 的中药散剂加入水凝 胶基质 ，增强粘 附性 ，减少药物 的损 失，提高局部药物 浓度 ， 使疗效得 以提高 ，大大推动 了中药现代 化的进程 。 中药剂型是 中药充 分发挥 作用 的直接载 体，是 我国 中医药优秀文化遗产 的重要组 成部分 。它在 继承 、整理 的基础上 已发生了深刻 的变化 。新技术的研 究促进 了中 药 新剂 型的研 究，新剂 型的研 究促进 了中医药的发展 。 在科学技术迅速 发展的今 天，中药传 统剂 型难 以满 足高
Hale Waihona Puke 凝胶剂 系指药物 与能形成凝胶剂 的辅料制成均 一、 混 悬或乳剂型的乳胶稠厚液体或半固体制剂 。小分子无 机 药物 （ 如氢氧 化铝 ）凝胶剂 由分散的药物胶体小粒子 以网状 结构存在于液体 中，具有触变性 ，属两相分散系 统 ，也称混悬凝胶剂 。局部用凝胶剂属单相分散系统 ， 有 油性凝 胶剂与水性凝胶剂之分 。油性凝胶剂的主要基 质 由液体石蜡与聚氧 乙烯或脂肪油与胶体硅或铝皂 、锌 皂构成ｔ；水性凝胶 剂的主要基质一般 由水 、甘油或丙 【 ］ 二醇与纤维素衍生物、卡波姆和海藻酸钠、西黄耆胶 、 明胶、淀粉等构 成。 水凝胶是一些高聚物或共聚物吸收大量水分后形成 的溶胀交联状态 的半 固体 ，可通过共价键 、氢键 、范德 华力 、结 晶等方式交联 。 由于水凝胶具有 良好 的生物相 容性 ，对药物 的释放具有缓释 、控释 作用及 可吸水膨润
了凝 胶剂 ： 凝胶剂是指药物 与能形成凝胶的辅料制成的 “ 均一 、混悬或乳剂 型的乳胶稠厚液体或半 固体制剂［。 ８ ］ 由于凝胶剂具有水 溶性特 点，局 部给药后，表 面皮肤 吸 收 良好 ，不仅避免了 口服给药存 在的 胃肠道首过效应， 而且使不 良反应大大减小； 同时 ，水溶性凝胶给药后皮 肤表面的药物不粘 衣物，也使患者乐于接受。 由于中药 水溶性成分较 多， 适合水凝胶基质 ， 加之水凝胶 的优点 ， 中药凝胶剂也在展开深入的研究 ，中药凝胶剂在外用制 剂上 比传统的膏药有优势 ，有市场潜力 。 在现代药学 中以凝胶为基质 的缓释 、 控释剂型，如胃 滞留控释系统、 凝胶骨架片、 外用凝胶剂等得到 了全面 的 研究， 适用于凝胶给药系统 的药物有亲水性药物、疏水性 药物、酸性药物、阳离子药物 、大分子药物、细胞组织药 物等，可以从 口腔 、鼻腔 、眼黏膜 、消化道黏膜、阴道 、 直肠皮肤等多种途径给药， 中药凝胶剂一般多为经皮或黏 膜给药， 目前常用于抗 炎镇痛、抗病毒、止痛等 方面 。 １ 凝胶剂的质量要求 ①混悬凝胶剂 中颗粒应分散均匀 ，不应下沉 结块 ， 并应在标签上注 明“ 用前摇匀 ” ②局部用凝胶剂应均匀 、 。 细腻 ，无黏 固的块粒 ，在 常温 时保 持胶状 ，不干涸或液 化 。③凝胶剂 必要 时可加入保湿剂 、防腐 剂等稳 定剂 ， 以及促进皮肤 、黏膜 吸收的附加剂 。其所 用的包 装材 料 不应与药物或基质 发生理化作用 。④ 除另有规 定外，凝 胶 剂应置避光密 闭容器中，置 阴凉处 （ 不超 过 ２ ℃）贮 ５