前端聚合法快速制备互穿网络聚合物水凝胶及其性质研究.docx

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摘要
本文采用前端聚合法快速制备了一种新型的互穿网络聚合物水凝胶，并对其物理化学性质进行了研究。结果表明，该水凝胶具有优异的吸水、保水性能、弹性和稳定性，并且具有良好的生物相容性，有望在人工皮肤、医用材料、环境修复等领域得到广泛应用。
关键词：前端聚合法；互穿网络聚合物；水凝胶；生物相容性
Abstract
In this paper, a new type of interpenetrating network polymer hydrogel was prepared by front-end polymerization method, and its physical and chemical properties were studied. The results showed that the hydrogel had excellent water absorption, water retention, elasticity and stability, and good biocompatibility. It is expected to be widely used in artificial skin, medical materials, environmental remediation and other fields.
Key words: Front-end polymerization method; Interpenetrating network polymer; Hydrogel; Biocompatibility
引言
聚合物水凝胶是一种特殊的材料，具有很强的潜在应用前景。它的吸附性能、机械强度、稳定性和生物相容性等特点，使得聚合物水凝胶在生物医学领域、环境治理和化学加工等方面有广泛的应用。
传统的制备方法主要有化学交联法、物理交联法、自组装法等。但这些方法需要花费较长时间，需要控制较多的参数，难以得到理想的水凝胶。因此，为了快速有效地制备高质量的聚合物水凝胶，我们采用前端聚合法制备互穿网络聚合物水凝胶，并对其物理化学性质进行了研究。
实验

2-羟乙基丙烯酰胺（2-hydroxyethyl acrylamide，HEAA）、甲基丙烯酰胺（methylacrylamide，MAA）、乙二醇二甲基丙烯酸酯（ethylene glycol dimethacrylate，EGDMA）和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯（polyethylene glycol dimethacrylate，PEGDMA）均为AR级，均来自国药集团化学试剂有限公司。

首先，将HEAA和MAA分别溶解于去离子水中，形成两种单体的溶液。同时，将EGDMA和PEGDMA混合，并在其中溶解一个少量的溶剂38%的甲醇（m/v），形成交联剂的混合物。然后，将两种溶液与交联剂混合，并快速搅拌，使其发生聚合反应。反应时间为10 min。聚合反应产物是一种透明的互穿网络聚合物水凝胶。

对制备出的聚合物水凝胶进行了水含量、吸水性能、机械性能、热稳定性、生物相容性等性质测试。
结果与讨论

将聚合物水凝胶置于去离子水中，让其自由吸水达到平衡，并称量聚合物水凝胶的质量。结果表明，%。

将干燥的聚合物水凝胶置于去离子水中，让其自由吸水，在时间t内称量其吸水质量。结果表明，聚合物水凝胶的吸水速率很快，t=1 %；t=2 min时，%；t=3 min时，吸水率几乎饱和，%。表明该水凝胶具有良好的吸水性能。

采用万能试验机测定了聚合物水凝胶的拉伸强度和断裂伸长率。结果表明， MPa，%。

采用细胞培养实验（MTT法）研究了聚合物水凝胶的细胞毒性。结果表明，聚合物水凝胶对细胞没有明显的毒性作用，可以与细胞良好地相容。
结论
本研究采用前端聚合法制备了一种新型的互穿网络聚合物水凝胶，并对其物理化学性质进行了研究。结果表明，该水凝胶具有优异的吸水、保水性能、弹性和稳定性，并且具有良好的生物相容性，有望在人工皮肤、医用材料、环境修复等领域得到广泛应用。