河北大学秦江雷副教授课题组用非温敏聚合物制备出交联诱导温敏（CIT）性的自修复水凝胶

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近期，河北大学秦江雷副教授课题组利用非温敏的N,N-二甲基丙烯酰胺和双丙酮丙烯酰胺共聚物P(DMA-stat-DAA)制备出了具有温敏性的自修复水凝胶。由于聚合物本身并不具有温敏特性，经交联过程产生温敏效应，因此将其命名为交联诱导温敏性能。相关工作发表在高分子领域刊物Polymer Chemistry （2017, 8: 2872-2880）和Polymer （2017, 131: 202-208）上。秦江雷副教授为该论文通讯作者，第一作者为硕士研究生王雪蒙。

温敏性聚合物的研究多涉及在丙烯酰胺类聚合物上，如PNIPAM及一些聚氨基酸等。而温敏性自修复水凝胶的研究则更加受限。课题组在使用己二酰肼（ADH）交联P(DMA-stat-DAA)制备自修复水凝胶的时候，随共聚物P(DMA-stat-DAA)中DAA含量的升高水凝胶由澄清透明逐渐变为白色不透明。

秦江雷副教授在相转变的过程得到启发，认为这一过程涉及到临界相转变，结合PNIPAM的温敏原理，遂对其温敏性能进行研究，结果发现即使原聚合物不具有温敏性，也可以通过交联得到具有温敏性的自修复水凝胶。由于温敏性是由交联过程产生，遂将这一特性命名为交联诱导温敏性能（cross-linking induced thermo-responsiveness，CIT）而且随着二酰肼交联剂中疏水结构单元的增加，水凝胶温敏温度降低而变得不透明。同时发现，澄清透明的水凝胶具有自修复性能，而白色不透明凝胶由于可逆的酰腙键被相变后疏水单元包裹而失去自修复性能。

由水溶性P(DMA-stat-DAA)制备温敏性自修复水凝胶

交联过程中生产的影响温敏性的疏水单元结构

水凝胶的自修复性能

进一步课题组基于PEO二酰肼过高的温敏温度和双硫二丙二酸酰肼（DTDPH）更低温敏温度的特征，通过PEO二酰肼和双硫二丙二酸酰肼进行共交联对自修复水凝胶的温敏温度进行了调控。研究发现了一个有意思的结果，虽然随着双硫二丙二酸酰肼基团比的提高温敏温度逐渐降低，但水凝胶的温敏温度不随PEO二酰肼的比例发生明显变化。继而通过两种交联剂的共同交联，通过两种交联剂的比例及酰肼与羰基的比例的调节，可以将自修复水凝胶的温敏温度从高于人体温度调控到低于人体温度。基于涵盖人体温度范围的温敏自修复特性，该交联诱导温敏的自修复水凝胶将有望在生物医药等相关领域得到应用。同时交联诱导温敏性能也可能为制备更多温敏性材料提供思路。

论文连接：

http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2017/PY/C7PY00445A#!divAbstract

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032386117310200?via%3Dihub

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