Vývoj a charakterizace responzivních hydrogelů na bázi N-izopropylakrylamidu

Abstract

This bachelor thesis is dedicated to the synthesis and characterization of cryogels based on thermoresponsive poly(N-isopropylacrylamide) (pNIPAm) and on its copolymers with 3- (acrylamido)phenylboronic acid (3-APBA) using FRP, and initiating with the TEMED/APS initiation system containing various amounts of the TEMED co-initiator. The reason for introducing the 3-APBA comonomer was its phenylboronic group, which is capable of reversibly binding diols (including sugars, for example). The cryogel morphology in turn enabled very rapid responsiveness of the synthesized materials to external stimuli. This work also included the synthesis of linear analogue polymers based on the above-mentioned cryogels, for the purpose of a more in-depth study of their basic molecular properties. The syntheses were performed by exploiting the experience of the research groups of the supervisors, as well as literature research. For the synthesis of copolymers and of copolymer cryogels containing the 3-APBA co-monomer, the synthesis procedure was modified in order to make 3-APBA soluble in the reaction mixture (addition of NaOH solution caused ionization of the co-monomer). Investigated was the change in responsivity of copolymer cryogels containing 3-APBA in comparison with cryogels composed purely of pNIPAm and with...

Bakalářská práce spočívala v syntéze a charakterizaci kryogelů na bázi termoresponzivního poly(N-isopropylakrylamidu) (pNIPAm) a jejich kopolymerů s 3- (akrylamido)fenylboronovou kyselinou (3-APBA) pomocí FRP, při využití iniciačního systému TEMED/APS s různým přídavkem koiniciátoru TEMED. Důvodem zavedení komonomeru 3- APBA byla jeho fenylboronová skupina, která je schopna reverzibilně vázat dioly (tedy i např. cukry). Kryogelová morfologie pak umožňuje velmi rychlou responzivitu syntetizovaných materiálů na vnější podněty. Součástí práce byla i syntéza lineárních polymerů na bázi výše zmíněných kryogelů za účelem hlubšího studia jejich základních molekulových vlastností. Syntéza byla provedena na základě zkušeností školitelských pracovišť i literární rešerše. U syntézy kopolymerů a kopolymerních kryogelů s přídavkem 3-APBA byl postup upraven tak, aby v reakční směsi byla 3-APBA rozpustná (přídavek roztoku NaOH způsobující ionizaci komonomeru). Zkoumána byla změna responzivity kopolymerních kryogelů obsahujících 3- APBA oproti kryogelům složeným čistě z pNIPAm a oproti modelovým lineárním polymerům, vše v závislosti na obsahu TEMEDu. Analyzována byla také závislost mechanických vlastností kryogelů na obsahu koiniciátoru.