水凝膠的低溶脹性能及其應(yīng)用

李凌 白亞莉

國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心

水凝膠是一類極為親水的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)凝膠。它能迅速吸水溶脹而不在水中溶解，當(dāng)與水結(jié)合時(shí)，水凝膠通常能夠顯現(xiàn)出高度溶脹，這種情況對(duì)某些應(yīng)用來(lái)說(shuō)是非常有用的，例如嬰兒的尿布、成人衛(wèi)生用品、止血?jiǎng)┖娃r(nóng)業(yè)用蓄水或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的凝膠。但是，某些醫(yī)療應(yīng)用，不允許高度溶脹。例如，可吸收明膠是一種不溶于水的、多孔的、柔軟形式的明膠，作為止血?jiǎng)┦┯糜诔鲅砻嫔稀５牵贿m用于在脊柱周?chē)┯茫驗(yàn)樵谖丈硪后w后可能溶脹并通過(guò)在限定骨腔內(nèi)的壓力造成神經(jīng)損害;另外，在包括皺紋填充的美容和重建手術(shù)應(yīng)用中，也不期望出現(xiàn)過(guò)渡溶脹。

另一方面，水凝膠的力學(xué)性能強(qiáng)有力地受到溶脹度的影響，抵抗溶脹的能力能夠幫助水凝膠保持最初的形狀和力學(xué)性能，并維持良好的穩(wěn)定性。因此，在有別于高吸水凝膠的另外一個(gè)需求的角度，開(kāi)發(fā)低溶脹度的水凝膠也顯得尤為必要。

1如何定義低溶脹水凝膠

1.1溶脹度的定義

聚合物水凝膠的溶脹度是用來(lái)表征聚合物溶脹程度的一個(gè)最常用的物理量，溶脹度的表示方法見(jiàn)式（1）：

SR=（Wt-Wi）/Wi（1）

式中的SR為凝膠的溶脹度;“Wt”為溶脹后的凝膠質(zhì)量;“wi”為溶脹前的凝膠質(zhì)量。對(duì)于一種給定的聚合物在一定條件下其溶脹度可采用以下方法確定：準(zhǔn)確稱量一定量的聚合物干凝膠置于蒸餾水、緩沖溶液或飽和食鹽水溶液中，計(jì)算不同時(shí)間下的聚合物水凝膠溶脹度，當(dāng)測(cè)定的溶脹度不隨時(shí)問(wèn)變化時(shí)，此溶脹度即為平衡溶脹度（以下簡(jiǎn)稱“溶脹度”）。……