水凝胶的表征手段
物理结构中不带有气孔的水凝胶为两相，即高分子 固体与水；而带有气孔的水凝胶为三相：高分子固 体，水，空气 每种相结构都对水凝胶的物理性能有影响，如密度、 折射率、机械性能。气体对力学强度有负面影响， 然而，如果气孔之间彼此相连则水凝胶有利于水的 吸收。可形成超吸水性水凝胶（气体含量有30%）。

水溶胶高分子可能与金属离子相互作用形成凝胶 天然水溶性高分子如海藻酸、壳聚糖可分别与钙离 子、磷酸根形成水凝胶 聚阳离子电解质与聚阴离子电解质相互作用也可形 成水凝胶，如海藻酸—COOH与壳聚糖—NH2相互 作用可形成水凝胶 高分子链的聚合是另外一种水凝胶的制备方法 例如：琼脂与明胶随着温度的改变存在溶胶-凝胶 转变。
机械性能 凝胶的力学稳定性是重要的指标 交联密度升高，水凝胶机械性能良好，但是牺牲了 吸水性能 交联可以分为均相交联与表面交联两种类型 均相交联：交联剂能够溶于单体中（bulkcrosslink） 表面交联：常在水凝胶形成后或形成过程中，溶解 于水溶液中的交联(surface-crosslink) 一般的在溶胀状态下，高密度交联的水凝胶中 bulk-crosslink显示出脆性，而表面交联则较为 tough
第一部分 水凝胶简介
提纲
Crosslinked Polymer Hydrogel Synthesis Expansion of a Hydrogel structure Swelling Forces in Hydrogels Swelling Mechanism Water in Hydrogels Hydrogels Properties Hydrogels Characterization Summary

Hydrogel synthesis



While hydrogels are generally prepared based on hydrophilic monomers, hydrophobic monomers are sometimes used in hydrogels preparation in order to regulate the properties for specific applications. In general, the three integral parts of the hydrogels synthesis are monomer, initiator, and crosslinker. Sometimes, diluent are needed. The hydrogels properties can be modulated by varying the synthetic factors, such as reaction vessel, reaction time, reaction temperature, monomer type, type of crosslinker, crosslinker-to-monomer ratio, monomer concentration, and type and amount of initiator
除单体制备水凝胶之外的其他合成方法
原理：水凝胶结构的扩张 溶胶转变为凝胶的过程 通过物理作用——氢键(聚乙烯醇)、离子键等 Monomers, such as N-isopropylacrylamide, that contain hydrophobic groups, in aqueous solutions, aggregate at certain temperatures, displaying a hydrosol/hydrogels transition. 聚丙烯酰胺与聚丙烯酸共混可形成水凝胶，原因是 两者之间的官能团相互作用。

Crosslinked Polymer
Crosslinked Polymers 举例 接触镜 Poly(methyl methacrylate) and poly(hydroxyethyl methacrylate) are crosslinked with ethylene glycol dimethacrylate


water in hydrogels
水凝胶体系中四种类型的水 最外层——自由水，在温和条件下最易被除去 间隙水——不能与凝胶的网状结构相结合，但是与 分子链有物理作用 束缚水——通过水化作用直接结合在分子链表面， 是直接构成凝胶的一部分，只有在高温下才能消除 半结合水——性能介于束缚水和自由水之间 其他层级的水——作为水凝胶自身的一部分，但由 于他们远离官能团或电荷中心，结合力较弱


结构表征： FTIR-共聚程度 NMR-接枝过程



物理结构中不带有气孔的水凝胶为两相，即高分子固体与 水；而带有气孔的水凝胶为三相：高分子固体，水，空气 每种相结构都对水凝胶的物理性能有影响，如密度、折射 率、机械性能。气体对力学强度有负面影响，然而，如果 气孔之间彼此相连则水凝胶有利于水的吸收。可形成超吸 水性水凝胶（气体含量有30%）。 孔隙率、气孔尺寸、尺寸分布对水凝胶的溶胀、力学性能 有重要影响。SEM

参考文献

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在医药中的应用
超级崩解剂——交联的CMC，PVP和starch glycolate[31-33] 在药物缓释体系中具有连通气孔的水凝胶具有药物 缓释的功效[34例子——在PVA体系中研究抗生素 的缓释] 例如：京尼平交联的明胶具有好的药物缓释效果， 药物分子量越高，缓释效果越差[] 生物相容性好的水凝胶，如羟乙基纤维素，羧甲基 纤维素钠，透明质酸通碳化二亚胺交联形成的生物 相容性&绿色环保的水凝胶材料，瓜尔胶-g-聚丙烯 酸钠和硅镁石粘土组成的复合材料用于园艺和农业 中。

参考文献




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