絲素蛋白纖維-聚N-異丙基丙烯酰胺復合水凝膠的制備及性能研究.pdf

1、聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)水凝膠是一種近期研究較為廣泛的溫度敏感性智能材料，其低臨界溶解溫度(LCST)為32℃左右，當溫度低于32℃時，PNIPAAm分子鏈呈親水結(jié)構(gòu)，水凝膠吸水溶脹，當溫度高于32℃時，PNIPAAm分子鏈由親水結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成疏水結(jié)構(gòu)，并且疏水基團發(fā)生締合，導致水分子被排出，水凝膠體積迅速收縮減小，基于這個特點，PNIPAAm水凝膠受到極大地關注并應用在許多領域。
　　 傳統(tǒng)PNIPAAm水凝膠力學性

2、能差，易破碎，而且收縮時容易形成表皮層，導致響應速率變慢，因此PNIPAAm水凝膠在實際應用中存在一定局限性。近期不斷涌現(xiàn)關于改善PNIPAAm水凝膠力學性能及提高對溫度的響應速率方面的報道。本文試圖利用絲素蛋白纖維改善傳統(tǒng)PNIPAAm水凝膠上達缺陷，即以絲素蛋白纖維為添加材料，制備了絲素蛋白纖維/聚N-異丙基丙烯酰胺復合水凝膠，考察絲素蛋白纖維的分散效果和復合水凝膠力學性能，研究復合水凝膠溫度響應及反復溶脹/收縮性能，還評價了其對醋

3、酸氯己定的控釋效果。
　　 結(jié)果表明，無論是增加絲素蛋白纖維的長度或添加量，都會使其在復合水凝膠中分散效果變差，但復合水凝膠的力學性能隨著絲素蛋白纖維長度和添加量的增加而得以改善。由于長度為2mm的絲素蛋白纖維分散效果較好，因此本文重點研究了長度為2mm的絲素蛋白纖維對PNIPAAm水凝膠溶脹和溫度響應性能的影響。溶脹初期，復合水凝膠中絲素蛋白纖維含量越高，溶脹速率越快。收縮實驗中，由于處在復合水凝膠表面的絲素蛋白纖維與水凝膠之

4、間形成空隙，類似人體皮膚毛孔結(jié)構(gòu)，當體系收縮時可以作為輸水通道有利于水分子的排出，因此提高了復合水凝膠對溫度的響應速率，但當絲素蛋白纖維含量增加時，處在體系內(nèi)部的纖維對體系收縮起到物理限制作用，因此收縮速率有所減緩。反復溶脹/收縮實驗中，這種輸水通道也起到至關重要的作用，絲素蛋白纖維含量越高，反復溶脹/收縮重現(xiàn)性好，持水率變化幅度大。此外，藥物控釋實驗中，復合水凝膠在37℃時，醋酸氯己定釋放量要大于20℃時，絲素蛋白纖維含量為0.5％時