对于水溶胶的压致凝胶化研究,我们做了25℃、35℃和55℃下的压致实验,并采用荧光光谱仪检测了水溶胶的荧光强度的变化。图14-16为25℃下水溶胶的压致相变过程中的荧光光谱。从图中我们可以看出,荧光峰在426 nm处,随着压强的增加,荧光强度有所改变,荧光峰的中心随着压强增加而有小的偏移。
根据图14-16,将荧光强度拟合,可得到25℃下水溶胶的压致相变过程中的荧光强度与压强的关系(图14-17)。从图14-17中我们可以看出,随着压强的升高,荧光峰的强度稍有增加,当压强加至高压200 MPa时,荧光峰的强度迅速下降;进一步增加压强至300 MPa,荧光强度保持在一个较小值。这一过程说明在200~300 MPa压强范围内,水溶胶发生了压致凝胶化转变,我们大致确定凝胶压强在260 MPa附近。
图14-14 300 MPa压强下5~70℃水溶胶的荧光光谱图
图14-15 300 MPa压强下5~70℃的荧光强度比值图
另外,我们对加压后的样品进行了回收,发现样品中并不完全是水溶胶,存在部分絮状的沉淀,这说明压致凝胶化过程并不是可逆的过程。当撤去压力后,凝胶的结构受到了破坏。
图14-16 25℃下水溶胶的压致相变过程中的荧光光谱
图14-17 25℃下水溶胶的压致相变过程中的荧光强度与压强的关系(www.daowen.com)
图14-18是35℃时水溶胶的压致过程的荧光光谱图,样品的荧光峰的位置基本没有移动,但是荧光峰的强度随压强的增加而有所不同。为了进一步说明压致过程中水溶胶的凝胶化过程,由样品的荧光光谱图可以得出35℃时水溶胶的压致相变过程中的荧光强度与压强的关系(图14-19)。图14-19中,随着压强的增加,水溶胶的荧光强度线性增强,当压强增加到200 MPa时,水溶胶的强度达到最大值。这说明压强提高了凝胶剂在水中的溶解度。当压强进一步升高时,样品的荧光强度急剧下降,在350 MPa时强度变得最低,这个过程对应着水溶胶的凝胶化过程。由此我们推断水溶胶发生溶胶—凝胶转变的压强为250 MPa。
图14-18 35℃时水溶胶的压致过程的荧光光谱图
图14-19 35℃时水溶胶的压致相变过程中的荧光强度与压强的关系
图14-20是55℃时水溶胶的压致过程的荧光光谱图。随着压强的增加,水溶胶的荧光峰的强度发生了明显的变化,但是荧光峰的位置没有发生明显的移动,这与25℃和35℃时水溶胶压致过程类似。将样品荧光峰的强度拟合可得55℃下水溶胶的压致相变过程中的荧光强度与压强的关系(图14-21)。图14-21中,随着压强的增加,水溶胶的荧光强度呈线性增加。当压强增至150 MPa时,荧光峰强度达到最高值。超过200 MPa以后,荧光强度呈线性迅速下降;超过300 MPa后,荧光强度基本保持稳定在较弱的值。因此,我们推断水溶胶在55℃下的压致溶胶—凝胶转变压强点在200 MPa附近。
图14-20 55℃时水溶胶的压致过程的荧光光谱图
图14-21 55℃下水溶胶的压致相变过程中的荧光强度与压强的关系
完成实验后,取出样品发现分层现象。从恒压温致过程中可知,在50℃时,水溶胶样品进入溶胶—凝胶的过程。所以50℃时压致实验实际是对水溶胶在加压状态下的荧光强度变化的分析。在0 MPa到200 MPa,荧光强度缓慢增加,推测可能是由于压强使凝胶密度增加而产生荧光强度增大。在200 MPa至400 MPa之间,荧光强度急剧降低,可能由于压强过大,凝胶样品中部分网络结构崩塌,PLGA-PEG-PLGA从样品中析出,此时样品存在的物质除凝胶和水外,还有PLGA-PEG-PLGA聚合物。
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