Page 157 - 《精细化工》2021年第12期

第 12 期 邓孙艳，等: 负载白芨多糖的 PU/PAM 双网络水凝胶的制备与性能 ·2519·

水能力能够维持伤口愈合适宜的环境 [30] 。由图 1d
可知，DN1 在最初的 12 h 失水较多，24 h 后保水率
为 56%，随后失水趋势减缓，72 h 时保水率为 10%。
与以往文献[31-32]报道的潜在水凝胶伤口敷料（24
h 后保水率为 37%~55%）相比，本实验制备的双网
络水凝胶显示出相当的保水率。这可能是由于水凝
胶网络中大量的亲水基团和多羟基的 BSP 形成大量
氢键，使双网络水凝胶具有较好的保水率。
2.2 FTIR 分析
对 BPS、BPAM、PU1 和 DN1 进行了 FTIR 测
试，结果见图 2。

图 1 PU1~PU5 的溶胀率（a）；DN1~DN5 的组分干重百
分率（b）；不同 pH 下 DN1~DN5 平衡溶胀率（c）；
DN1 含水量和保水率（d）；DN1 溶胀变化（pH=7）
（e）
Fig. 1 Swelling rate of PU1~PU5 (a); Component dry
weight percentage of DN1~DN5 (b); Equilibrium 图 2 BPS、BPAM、PU1 和 DN1 的 FTIR 谱图
swelling rate of DN1~DN5 at different pH (c); Fig. 2 FTIR spectra of BPS, BPAM, PU1 and DN1
Water content and water retention rate of DN1 (d)
and swelling change of DN1 (e) 由图 2 可知，对于 BSP 来说，3100~3650 cm –1
为 O—H 键的伸缩振动峰；970~1200 cm 为 C—H
–1
–1
由图 1a 可知，随着三乙醇胺加入量的增加， 键的伸缩振动峰；1737 cm 处为乙酰基的 C==O 键
PU1~5 的溶胀率逐渐降低，其中，PU5 溶胀率最低 的伸缩振动峰。在 BPAM 的 FTIR 谱图中，3490~
为 140%（24 h）。溶胀率降低是因为小分子交联剂 3200 cm –1 为游离氨基和缔合游离氨基的吸收峰；
反应活性大，易于与异氰酸根形成紧密的网络结构， 1737 cm –1 处为乙酰基 C==O 键的伸缩振动峰。对
–1
限制了亲水链段在水中的舒展 [28] ，使 PU 预聚物的 PU1 来说，3330 cm 处为 N—H 键的伸缩振动峰；
–1
溶胀率降低。这点也解释了图 1b 中随着三乙醇胺的 1704 cm 处为 C==O 键的特征吸收峰；1100 cm –1
增加，组分干重百分率从 41%降至 32%，紧密的网 处为聚醚型聚氨酯的特征吸收峰。在 DN1 的 FTIR
络结构限制了 AM 和 BSP 单体随着水分子浸入 PU 谱图中，多处吸收峰与 BPAM 吸收峰位置相近，但
网络的链段中，导致组分干重百分率减小。PU 预聚 是 3328 cm –1 处游离氨基和缔合游离氨基吸收峰增
–1
物主链中的亲水基团 PEG 和侧链中的亲水基团 强，1704 和 1737 cm 附近出现乙酰基 C==O 键的
Ymer N120 使 PU 预聚物具有较高的溶胀率，为第 伸缩振动峰。
二网络的形成提供条件。由图 1c 可知，与单网络 2.3 SEM 分析
PU 预聚物相比，双网络水凝胶平衡溶胀率显著提 对 PU1 和 DN1 进行了 SEM 测试，结果见图 3。
高。这是因为，高水溶性的 AM 和含多羟基的 BSP
随着水分子浸入 PU 网络的链段中，提高了双网络
水凝胶的平衡溶胀率。中性（pH=7）溶液中，DN1
溶胀率为 256%（溶胀平衡状态如图 1e 所示）；酸性
+
（pH=5）溶液中，大量 H 增强了凝胶分子间氢键的
作用力，导致凝胶表现出收缩态，使平衡溶胀率减
–
小；碱性（pH=9）溶液中，高浓度的 OH 减弱了凝

胶内部氢键的相互作用，导致凝胶分子链段趋向于 图 3 PU1（a）和 DN1（b）的断面形貌
空间伸展，使平衡溶胀率增大 [29] 。水凝胶良好的保 Fig. 3 Section morphology of PU1 (a) and DN1 (b)