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·1118· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

胶的透光率。检测波长为 600 nm，每 12 min 升高 Na 2 WO 4 用量的升高而增大。在 20 ℃时，D7∶3、
2 ℃。水凝胶的 LCST 定义为最大透光率与最小透 D7∶3W1、D7∶3W2 和 D7∶3W3 的 G分别为 1.37、
光率中间值所对应的温度；称取 0.1 g 80~100 目的 1.66、1.87 和 2.26 kPa，说明 Na 2 WO 4 的引入增强了
水凝胶分别在盐酸配制的 pH=1、3、5、7 和 10 的 凝胶强度，并充当了交联剂的作用。随着温度的升
溶液中溶胀 72 h，称重并记录。根据公式（1）计算 高，凝胶的 G均急剧增大，在 70 ℃时 D7∶3、D7∶
水凝胶平衡溶胀度（ESR），每个样测试 3 组，取平均 3W1、D7∶3W2 和 D7∶3W3 的 G max 分别达到了
值作为结果。 6.50、8.00、9.53 和 10.89 kPa。从理论角度来看，
ESR=(MsMd)/Md （1） 温敏性水凝胶 G的突变是大分子链构象变化的宏观
式中：Ms 和 Md 分别表示溶胀平衡后水凝胶的质量 体现，反映了体系中相互作用力的变化。在温度较
和干凝胶的质量，g。 低时，聚合物链充分舒展，呈无规线团存在于三维
网络中，此时网络内部空间较为“宽松”。随着温度
2 结果与讨论 的升高，聚合物逐渐疏水，开始蜷缩，从而导致网

络内部变得“紧凑”，因此，聚合物的 G急剧升高 [14] 。
2.1 水凝胶的合成
可以推断出，聚合物在形成化学交联的同时与
根据传统凝胶点定义的方法，可将储能模量
Na 2 WO 4 作用，单体中叔胺基的 N 可与 Na 2 WO 4 形
（G）与损耗模量（G）的交点定义为凝胶点，对
应的时间定义为凝胶化时间 [13] 。Dx∶y 的储能模量 成金属配位键，所以在凝胶的形成过程中，Na 2 WO 4
部分充当了物理交联剂的作用。
和损耗模量随时间的变化曲线如图 1 所示。由图 1

可知， DEA 与 DMAEMA 的物 质的量 比 对
P(DEA-co-DMAEMA)凝胶化时间与凝胶化程度有
极大的影响。由于 DMAEMA 单体活性较低，随着
DMAEMA 用量的增加，凝胶化时间逐渐延长，D9∶
1、D8∶2、D7∶3 和 D6∶4 的凝胶化时间分别为 300、
355、531 和 942 s。G曲线的最终平台随着 DMAEMA
用量的升高而逐渐降低，在 D5∶5 中体系的 G始终
大于 G，没有交点， 说明此比例 下 P(DEA-co-
DMAEMA)未成凝胶。因此，为了使凝胶具有良好
的力学强度，且能够提供更多与 Na 2 WO 4 相互作用

的位点，本文选择 D7∶3 水凝胶来复合不同含量的 图 2 D7∶3Wz 水凝胶的储能模量（G）随温度变化曲线
Na 2 WO 4 。 Fig. 2 Changes in storage modulus (G) of D7∶3Wz
hydrogels under different temperatures

2.2 水凝胶的红外表征
水凝胶的红外光谱图见图 3。

图 1 Dx∶y 的储能模量（G，实心线）和损耗模量（G，
空心线）随时间的变化曲线
Fig. 1 Storage modulus (G, solid line) and loss modulus
(G, hollow line)-time curves
图 3 (a) Na 2 WO 4 ；(b) D7∶3；(c) D7∶3W2 水凝胶的红
当应变为 1%、频率为 1 Hz 时，D7∶3Wz 水凝
外光谱图
胶的储能模量（G）随温度变化曲线见图 2。由图 2 Fig. 3 FTIR spectra of (a) Na 2 WO 4 ; (b) D7∶3; (c) D7∶
可知，在整个温度扫描范围内，水凝胶的 G随着 3W2 hydrogel