ПОЛИМЕРНЫЕ ГИДРОГЕЛИ,
сшитые полимеры на основе гидрофильных макромолекул, способные к равновесному
и обратимому набуханию в воде и водных р-рах. Величины степени т. наз. своб.
набухания (в деионизованной воде) лежат в интервале от 0,5-1 мл (слабонабухающие
полимерные гидрогели) до неск. литров (сильнонабухающие полимерные гидрогели) на 1 г сухого в-ва и определяют
области использования этих материалов.
Осн. методы получения полимерных гидрогелей: радикальная полимеризация гидрофильных мономеров (напр., акриламида, гидроксил-алкилметакрилатов,
акриловой к-ты и ее солей, N-винил-пирролидона) в присут. сшивающих агентов
(этиленгли-кольдиметакрилата, метилен-бис-акриламида или др.); сшивание
гидрофильных олигомеров (напр., олигоэтиленгли-колей) или полимеров (полиакриламида,
полиэтиленоксида, поливинилового спирта, поликислот, полиаминов или др.) обычными
методами синтеза сетчатых полимеров; прививка указанных выше мономеров
к прир. полимерам (крахмал, целлюлозу и ее эфиры, декстран, желатин), обеспечивающие
образование сетки; хим. р-ции полимеров, напр. гидролиз сшитого и (или) привитого
полиакрило-нитрила.
Степень набухания полимерных гидрогелей
зависит от природы макромолекул, гл. обр. от их сродства к воде, степени сшивания,
доли ионогенных групп, а также от внеш. условий (т-ры, давления, рН и ионной
силы р-ра). Зависимость степени набухания полимерных гидрогелей от указанных параметров качественно
описывается ур-ниями термодинамики набухания сетчатых полимеров. Сильнонабухающие
полимерные гидрогели обычно являются полиэлектролитами: взаимное отталкивание связанных с полимерной
сеткой одноименно заряженных групп повышает степень набухания полимерных гидрогелей, однако
подавление диссоциации ионогенных групп, а также их экранирование при увеличении
ионной силы р-ра резко (иногда катастрофически) снижают набухание полимерных гидрогелей. Такое
явление (коллапс) м. б. обусловлено также сорбцией многозарядных противоионов
или введением "плохого" р-рителя.
Применяют полимерные гидрогели в медицине
для создания контактных глазных линз (чаще всего полимерные гидрогели на основе гидроксиэтил-метакрилата),
терапевтич. транспортных систем и искусств, эмболов (микросфер), в эндопротезировании,
ожоговой терапии, в санитарии - как влагопоглощающее ср-во (крови, мочи, пота
и т. п.). Сильнонабухающие полимерные гидрогели используют в с. х-ве для повышения влагоемкости
почв и грунтов, снижения водопотребления (полимерные гидрогели на основе полиакриламида, полиэтиленоксида,
привитых полимеров акриловой к-ты на крахмале), а также для создания искусств.
растит. сред ("солнечных прудов", аккумулирующих солнечную энергию),
антизапотевающих покрытий и др.
Лит.: Hydrogels
for medical and related applications, ed. by J. D. Andrade, N. Y., 1976 (Amer.
Chem. Soc. Symp. Sen, № 31); Masuda F., "Chem. Econ. Eng. Rev.",
1983, v. 15,№ и, p. 19-22; Azzam R. A. I., "Commun. Soil Sd. Plant Anal.",
1983, v. 14, p. 739-60. К. С. Казанский.