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第 35 卷第 7 期 精 细 化 工 Vol.35, No.7
201 8 年 7 月 FINE CHEMICALS July 2018

功能材料
温度和 pH 双重敏感性 P(DEA-co-DMAEMA) /

Na WO 水凝胶的合成与表征
4
2

1
1*
2*
马建军 ，王 丰 ，徐世美
（1. 新疆大学 化学化工学院 石油天然气精细化工教育部自治区重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830046；
2. 四川大学 化学学院，四川 成都 610065）

摘要：以 N,N-二乙基丙烯酰胺（DEA）和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA）为单体，N,N-亚甲基双丙烯
酰胺（BIS）为交联剂，采用一锅法制备了温度和 pH 双重响应性 P(DEA-co-DMAEMA)/Na 2 WO 4 水凝胶。考察
了 Na 2 WO 4 的引入对水凝胶的结构、温度和 pH 响应性能的影响。结果表明：复合水凝胶中除了化学交联外，还
存在 Na 2 WO 4 与聚合物间由于氢键和配位作用产生的物理交联；复合水凝胶的低临界相转变温度（LCST）随着
Na 2 WO 4 质量分数的增加呈线性降低，当 Na 2 WO 4 质量分数从 0 增至 3%时，LCST 由 41.6 ℃降至 34.4 ℃；复合
水凝胶表现出双重 pH 响应性，即在酸性条件下溶胀，中性条件下溶胀率减小，碱性条件下溶胀率又升高。
关键词：水凝胶；温敏性；pH 响应性；Na 2 WO 4 ；功能材料
中图分类号：O633 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2018) 07-1116-05

Synthesis and Characterization of Temperature- and pH-sensitive

P(DEA-co-DMAEMA)/Na 2WO 4 Hydrogels

2*
1*
1
MA Jian-jun , WANG Feng , XU Shi-mei
（1. Key Laboratory of Oil and Gas Fine Chemicals, Ministry of Education and Xinjiang Uyghur Autonomous Region,
College of Chemistry and Chemical Engineering, Xinjiang University, Urumqi 830046, Xinjiang, China; 2. College of
Chemistry, Sichuan University, Chengdu 610065, Sichuan, China）

Abstract: A series of temperature- and pH-sensitive P(DEA-co-DMAEMA)/Na 2WO 4 hydrogels were
synthesized by one pot method with N,N-diethylacrylamide (DEA) and dimethylaminoethyl methacrylate
(DMAEMA) as monomers, N,N-methylene bisacrylamide (BIS) as crosslinking agent, respectively. The
effect of Na 2WO 4 content on the structure, temperature and pH dual-responsive behavior of hydrogel was
investigated. The results showed that besides chemical cross-linking in composite hydrogel, there was a
physical cross-linking caused by hydrogen bonding and coordination between Na 2WO 4 and polymer.
Furthermore, low critical solution temperature (LCST) of composite hydrogel decreased linearly with
increasing of Na 2WO 4 content. When the Na 2WO 4 content increased from 0 to 3%, the LCST decreased
from 41.6 ℃ to 34.4 ℃. In addition, the composite hydrogel exhibit double pH-responsive properties, i.e.,
swelling ratio of composite hydrogel increased under acidic condition, then it decreased under neutral
condition, but increased again under alkaline condition.
Key words: hydrogel; temperature sensitivity; pH sensitivity; Na 2WO 4; functional materials
Foundation item: National Natural Science Foundation of China (21366031)

智能水凝胶是一种能够对外界刺激做出响应的 为的一类智能水凝胶，它在相转变温度〔包括低临
[2]
[3]
[1]
水凝胶，典型的刺激包括温度 、pH 和光 等。温 界相转变温度（ LCST ）和高临界相转变温度
敏性水凝胶是指可以随外界温度改变而发生响应行 （UCST）〕前后表现出截然不同的性质，如透明度

收稿日期：2017-06-05; 定用日期：2017-11-27; DOI: 10.13550/j.jxhg.20170471
基金项目：国家自然科学基金资助项目（21366031）
作者简介：马建军（1991—），男，硕士生。联系人：王 丰（1962—），女，教授，E-mail：wangfeng62@126.com；徐世美(1973―)，
女，教授，E-mail: xushmei@gmail.com。