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智能水凝胶能够对外界刺激做出响应,并且由于具有良好的吸水、保水及生物相容性等优良性能,在农业、工业、生物医药等领域具有广阔的应用前景而倍受人们关注。与普通水凝胶相比,网络状水凝胶具有较快的溶胀速率和良好的机械性能,成为当前研究的热点。
“点击化学”在制备各种各样分子形态上是一个有效的方法。近年来,点击化学,特别是铜(Ⅰ)作催化剂的叠氮-炔的环加成反应(CuAAC),在水凝胶网络形成中已逐渐被重视。原子转移自由基聚合(ATRP)可以用来制备分子量可控的、接近于单分散性的聚合物。我们发现ATRP和CuAAC在某些方面有着惊人的相似,例如:它们都适用于广泛的带有功能基的单体,并且它们都具有相似的催化体系。聚乙二醇(PEG)具有良好的生物相容性,因此由PEG制备的网络聚合物,特别是网络互穿形成的聚合物在生物制药等领域具有巨大的研究及应用价值。
本文利用点击化学技术制备了两种不同的磁响应性水凝胶。首先我们合成了两种不同结构的末端带有叠氮基团的分子量为4000的聚乙二醇以及表面接有炔基的包覆一层聚异丙基丙烯酰胺的Fe3O4纳米粒子,并通过点击化学进行交联制备功能性水凝胶。其中一种水凝胶在点击化学发生的同时,进行了原子转移自由基聚合,得到了表面接枝的带有聚异丙基丙烯酰胺分子刷的水凝胶。两种凝胶体系都是以改性过的Fe3O4纳米粒子为交联点,PEG为主体。通过1H NMR和FT-IR对化合物结构进行了确认,利用紫外光谱,SEM,TGA和DSC等对凝胶性质进行了研究。