聚(4-乙酰基丙烯酰乙酸乙酯-co-丙烯酸)水凝胶的溶胀动力学以及温度敏感性研究

通过分子结构设计,合成了疏水性单体4-乙酰基丙烯酰乙酸乙酯(AAEA),并以该单体与丙烯酸(AA)进行自由基溶液共聚,制备了P(AAEA-co-AA)新型温度敏感性水凝胶.AAEA的1HNMR及FT-IR分析表明,该单体主要以烯醇式结构存在;P(AAEA-co-AA)的FT-IR分析发现,PAAEA与PAA之间存在较强烈的氢键作用,使得AAEA烯醇异构体中的C—O伸缩振动吸收峰移向了低波数处.对冷冻干燥后凝胶的电镜分析发现,当AAEA用量较高时,由于凝胶内部分子链段的疏水聚集,各部分溶胀度以及溶胀速度不均一而使得凝胶表面粗糙不平.采用DSC对凝胶的体积相转变进行了研究,结果表明,该水凝胶的体积相转变温度(VPTT)在48.2至61.8℃之间,并且随着AAEA用量的减小,凝胶的VPTT逐渐增加.对该新型温度敏感性水凝胶在去离子水中的溶胀动力学研究发现,当AAEA用量高于4.6g时,凝胶属于Fick凝胶;反之凝胶则属于非Fick凝胶.该水凝胶在去离子水中具有良好的温度敏感性,当外界温度低于VPTT时,凝胶能保持溶胀状态;而当外界温度高于VPTT时,凝胶的平衡溶胀度迅速下降,表现为温度敏感性.进一步研究发现,凝胶组成不仅会影响凝胶的VPTT,而且会影响凝胶温度敏感性的强弱.