温敏聚合物研究现状与进展综述 - 浙江纺织服装职业技术学院.pdfVIP

第2期第 26页 浙江纺织服装职业技术学院学报 2009年 6月 温敏聚合物研究现状与进展综述 赵宝艳 王 碹 吴 超 摘 要：温敏聚合物由于其溶解度对温度的敏感性而引起 了极大的关注。综述了温敏聚合物的分类及其在不同领域 的国内外研究现状，并提出了其今后的研究方向。 关键词：温敏聚合物；溶解度；，临界溶解温度 中图分类号：TQ31 文献标识码：A 文章编号：1674—2346(2009)02—0026—06 智能材料，由于其模仿生命系统，对环境可感知、可响应，并具有功能发现能力，是集 自检测 (传 感)、自判断和 自结论 (处理)功能于一体的新材料。如温敏聚合物、pH 敏聚合物、离子强度响应聚合 物、抗原响应聚合物等 。在环境响应性聚合物体系中，温敏聚合物由于温度变化易于控制，可方便应用 于生物等领域，故其是最为广泛使用的刺激信号。温敏聚合物在开发新的应用领域方面得到了广泛的研究。 1 温敏聚合物的特性 温敏型高分子属于智能高分子材料 中的一类。温敏型高分子常含有取代酰胺、醚键、羟基等官能团。 如聚N．异丙基丙烯酰胺 (PNIPAAm)、甲基纤维素、羟基丙基纤维素 (HPC)、聚乙烯醇．乙酸 乙烯酯共聚 物 (PvA)、聚氨酯 (PU)等 “。。研究表明，很多N．烷基丙烯酰胺类聚合物都具有温敏特性 D巧。主要品 种有聚N．叔丁基丙烯酰胺与丙烯酰胺的共聚物、聚N，N．二乙基丙烯酰胺 (PDEA)、聚正丙基丙烯酰胺 (PNNPA)等。温敏性聚合物的一个重要特性就是临界溶解温度，所谓临界溶解温度是指聚合物和溶剂 (或其它聚合物)的相发生不连续变化的温度点。如果在某一特定温度 以下，聚合物溶液 (通常为水溶 液)只有一相，而在此温度 以上发生相分离，那么这一特定温度 (与聚合物溶液浓度有关)为低临界溶 解温度 (LCST)；相反，则被称作高临界溶解温度 (HCST)。 2 温敏性聚合物的分类 2．1 具有 LCST的温敏聚合物 PNIPAAm是 目前研究较多的聚合物，此聚合物水溶液在 320C附近发生相的突变 陆。 聚 (N，N．二乙基丙烯酰胺)(PDEAAm)，LCST在 25—35℃之间，是又一种研究较多的温敏聚合物 。 聚 (2．羧基异丙基丙烯酰胺)(PCIPAAm)，此种聚合物由异丙基丙烯酰胺 (NIPA)基团和羧基基团 组成，有2种优点：与PNIPAAm相似的温敏特性和附加的功能性基团 。据报道， PNIPAAm．co．PCIPAAm与PNIPAAm具有相似的LCST和敏感性 “，但与PNIPAAm．CO．Poly(acrylic acid)具有截然不同的性质，因为对前一聚合物来说，在主链上具有连续的NIPA基团，故连续的羧基悬 收稿 日期：2008— 10—09 第一作者简介：赵宝艳，女，浙江纺织服装职业技术学院，宁波市先进纺织技术与服装CAD重点实验室，硕士 (浙江 宁波 315211) 2009年6月 浙江纺织服装职业技术学院学报 第2期第 27页 挂基 团不影响 PNIPAAm 的温敏响应行为 。聚 (N-(L)-(1-羟 甲基)丙基 甲基丙烯酰胺)(P．(L． HMPMAAAm))，此种温敏聚合物具有与单个链段有关的光学活性，这种新型大分子在水溶液中表现了 一 种与无光学活性的P (DL．HMPMAAm)相当不同的温敏相转变 。 2．2 两亲性温敏聚合物 据报道，一系列两亲性嵌段共聚物具有温敏响应胶束化行为，且在高于凝胶化温度后可形成凝胶 [1llo 其中最有代表性的是环氧乙烷／环氧丙烷／j吓氧乙烷三嵌段共聚物，此聚合物具有温度响应胶束化和凝胶化 的特性，在 比较高的溶液浓度范围，当达到体温温度时，发生溶液．凝胶相转变，在 50℃附近发生凝胶． 溶液相转变 [121。 2_3 生物大分子和多肽温敏聚合物 一 些生物大分子如动物胶 “、琼脂糖 “等也表现出温敏行为。它们在溶液中易形成螺旋构象，升 高温度到临界点以上后生成物理交联点并发生相转变。 3 温敏聚合物的应用 3．1 絮凝作用 适当结构的PNIPAAm具有 良好的絮凝作用。DengYulin“报道了NIPA和氯化二烯丙基二 甲基铵的 共聚物对氧化钛 (Ti02)粒子 (平均直径为 266