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1 聚丙烯酸水凝胶简介
水凝胶是一种新型的功能高分子材料，能被水溶胀但不溶于水的三文网络结构的聚合物[16]。它有独特的吸水性，能够吸收大量的水分而溶胀，而且有强大的保水性通过氢键、离子键，疏水之间的相互作用，能在水中不溶解且保持原有的结构[17]。现在研究的是以丙烯酰胺的氮原子上氢的取代物为主的温敏水凝[18-21]。还有聚丙烯类化合物为主的pH敏感水凝胶[22]。二者的共聚物则可以生成温度、pH敏感水凝胶[23-24]。目前应用的较多的是聚丙烯酸作为一种性能特异的水溶性有机高分子，用聚丙烯酸开发出的聚丙烯酸系列水凝胶已经得到广泛的应用。
周晓咪，孙晓然[25]在pH、温度敏感型智能水凝胶的研究进展中发现聚丙烯酸水凝胶含有大量不能自由移动羧基的立体网状大分子。当外界的pH不同时，羧基的离解度不同，有的酸性基团将会发电离，从而导致连接在网络内的大分子链段氢键被损坏，这会导致水凝胶溶胀或收缩。水凝胶的吸附量达到最大的条件是：如果溶液中的离子强度一定时，离子浓度差达到最大时，此时吸附量将最大。此研究还发现水凝胶溶胀率与离子强度有关系，水凝胶的离子化有最大值，在最大值之前，这些酸性的电离度很小，溶胀率很低，但是当离子强度逐渐提高后，酸性的电离度逐渐增大，水凝胶的溶胀率也增大，直到水凝胶离子化达到最大，聚丙烯酸水凝胶的收率与性能, 除与原料配比有关外，还与反应时间、反应温度、通氮量及反应促进剂有关。孟立山，姚新建，李书静等人[26]在制备聚丙烯酸水凝胶并研究其溶胀性能时发现：通过自由基聚合制备的聚丙烯酸水凝胶。当过硫酸铵引发剂单体质量为0.6%,N,N’—亚甲基双丙烯酰胺交联剂为0.8%，丙烯酸单体的中和度为70%时，此时凝胶的溶胀性能为最佳，吸水率达到了3000%以上。