Термочувствительные полиэлектролитные гели: особенности перехода набухший-сколлапсированный гель тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.06, кандидат физико-математических наук Кожунова, Елена Юрьевна

• Кожунова, Елена Юрьевна
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Кожунова, Елена Юрьевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Восприимчивые полимерные гели

1.2 ПНИПА

1.3 Термочувствительные сополимеры 12 Взаимопроникающие и полувзаимопроникающие сетки

I.5 Микрогели

ГЛАВА II ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

II. 1 Объекты исследования 32 II. 1.1 Используемые вещества 32 II. 1.2 Гели на основе сополимеров

И. 1.2.а Синтез сополимеров

II. 1.2.6 Методика приготовления образцов

11.1.2.в Основные характеристики гелей 37 II. 1.3 Гели на основе полувзаимроникающих сеток

11.1.3.а Синтез полу-ВПС 39 И.1.3.6 Методика приготовления образцов 39 И. 1.3.в Основные характеристики гелей

II. 1.4 Микрогели на основе сополимеров

И. 1.4.а Синтез микрогелей

II. 1.4.6 Методика приготовления образцов

П.2 Методы исследования

11.2.1 Фотометрические измерения

11.2.2 Калориметрические измерения

11.2.3 Электронная микроскопия

11.2.5 Динамическое светорассеяние

11.2.6 Гравиметрические измерения 54 П.2.7 Термостатирование

ГЛАВА III РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

III. 1 Гели на основе сополимеров НИПА

III. 1.1 Набухание и термочувствительность

III. 1.2 Обратимость коллапса

III. 1.3 Калориметрические исследования

111.2 Гели на основе полувзаимопроникающих сеток

111.2.1 Особенности синтеза 66 Ш.2.2 Кинетика набухания 70 III.2.3 Термочувствительность и кинетика коллапса 72 Ш.2.4 Обратимость коллапса

111.3 Микрогели на основе сополимеров 78 Ш.3.1 Особенности синтеза

111.3.2 Электронная микроскопия

Зависимость размера набухших микрогелей от

Ш.З.З 85 температуры

Ш.3.4 ЯМР-спектроскопия

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Термочувствительные полиэлектролитные гели: особенности перехода набухший-сколлапсированный гель»

Актуальность темы. Полимеры, восприимчивые к внешним воздействиям («умные»), в последнее время привлекают внимание многих исследователей благодаря своим свойствам - под действием незначительных изменений во внешней среде происходят относительно большие и резкие изменения физических и химических свойств «умных» полимеров.

Особое внимание в исследованиях уделяется восприимчивым гидрогелям, способным реагировать на изменение таких внешних условий, как температура, свет, состав среды, электрическое поле, антигены. Для улучшения оптических и механических свойств создают гели на основе сополимеров. Гидрогели на основе взаимопроникающих сеток - это новый класс полимерных материалов, они обладают хорошими механическими и мультифункциональными свойствами.

Развитие современных методов исследования позволило начать изучение таких объектов как микрогели. Микрогели относятся к классу микро- и нано-структурированных материалов. Состав, размеры, морфологию, восприимчивость микрочастиц возможно варьировать в широких пределах в зависимости от области применения. Микрогели обладают свойствами, характерными для гелей макроразмеров: чувствительность к изменениям параметров внешней среды, способность набухать в растворителях и абсорбировать различные вещества.

Исследование полимерных систем с конкуренцией взаимодействий и определение зависимости свойств гидрогелей не только от природы компонентов сетки, но и от её структуры, является актуальной проблемой. Последовательный анализ поведения подобных систем позволит внести дополнения в теорию конформационных переходов в сложных системах с конкуренцией взаимодействий и разработать основные подходы к созданию материалов на основе термочувствительных полимеров с контролируемым откликом на внешнее воздействие.

Целью данной работы является изучение влияния природы ионогенных групп и структуры полимерной сетки на конформационный переход набухший - сколлапсированный гель, индуцированный температурой.

Задачи работы:

• разработка методик синтеза термочувствительных полиэлектролитных гидрогелей с различной структурой полимерной сетки: макро- и микро- гелей на основе сополимеров, макрогелей на основе полувзаимопроникающих сеток (полу-ВПС);

• исследование влияния структуры полимерной сетки на основные характеристики гидрогелей в набухшем и сколлапсированном состояниях;

• анализ обратимости термоиндуцированного конформационного перехода набухший - сколлапсированный гель термочувствительных полиэлектролитных гелей.

Научная новизна. Автором впервые получены и выносятся на защиту следующие основные результаты:

1. Впервые исследована обратимость набухания полиэлектролитных термочувствительных гелей после коллапса и высушивания. Показано, что исследованные гидрогели не полностью восстанавливают массу при набухании после коллапса или высушивания.

2. Изучена кинетика коллапса термочувствительных полиэлектролитных полу-ВПС. Установлено, что кинетика термоиндуцированного коллапса данных полу-ВПС определяется конкуренцией гидрофобных и электростатических взаимодействий.

3. Синтезированы микрогели на основе термочувствительных полиэлектролитных сополимеров, в том числе впервые синтезированы микрогели на основе сополимера Ы-изопропилакриламида и натриевой соли винилсульфокислоты.

4. Впервые конформационный переход в микрогелях исследован при помощи 'Н-ЯМР спектроскопии.

Практическая значимость. Полученные результаты имеют как практическое, так и теоретическое значение. Исследования вносят вклад в теорию конформационных переходов в сложных системах с конкуренцией взаимодействий, где различные компоненты полимерной сетки влияют на поведение гидрогелей. Системы на основе термочувствительных полиэлектролитов, подобные исследованной, можно использовать для моделирования поведения природного белка при воздействии температуры. Термо- и рН- чувствительные микрогели с контролируемыми свойствами возможно использовать для направленной доставки лекарственных препаратов, а также в оптических системах.

Апробация работы. Результаты работы были доложены на Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2009» (Москва, Россия), на пятой Всероссийской Каргинской конференции «Полимеры-2010» (Москва, Россия), на 43-ем Полимерном Конгрессе «Макро-2010» (Великобритания), на 20-й Конференции «Полимерные сетки-2010» (Германия), на Международном симпозиуме «МАМА-2011» (Япония), на 9-м Международном симпозиуме «Полиэлектролиты-2012» (Швейцария), на 21-ой Международной конференции ИЮПАК «Органическая физическая химия-2012» (Великобритания).

Заключение диссертации по теме «Высокомолекулярные соединения», Кожунова, Елена Юрьевна

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Синтезированы термочувствительные полиэлектролитные гидрогели на основе сополимеров НИЛА с ВСК, ДАДМАХ и МАК. Изучено влияние природы и концентрации ионогенных групп на набухание и коллапс гелей. Введение ВСК, ДАДМАХ и МАК в полимерную сетку гидрогеля приводит к увеличению температуры перехода набухший-сколлапсированный гель. Амплитуда коллапса гелей увеличивается в случае ПНИПА/ВСК и ПНИПА/ДАДМАХ, и уменьшается в случае ПНИПА/МАК.

Методом ВЧ-ДСК исследованы термодинамические особенности коллапса гелей сополимеров П(НИПА-ВСК). Показано, что при нагревании происходит объемный фазовый переход, температура перехода повышается при увеличении доли винилсульфоната в структуре полимера. При этом коллапс не оказывает влияния на локальную структуру субцепей НИПА в исследуемых гелях.

Синтезированы термочувствительные полиэлектролитные гидрогели полувзаимопроникающих сеток на основе ковалентно сшитого ПНИПА и линейного ПСС разной молекулярной массы (М№ ~ 70000, 1000000). Показано, что увеличение молекулярной массы ПСС приводит к формированию стабильных гидрогелей. Введение ПСС (до 10 масс%) в гидрогель ПНИПА не подавляет термочувствительные свойства гидрогеля, но увеличивает степень набухания и вызывает повышение температуры коллапса. Кинетика набухания геля полу-ВПС при температуре выше НКТР ПНИПА определяется конкуренцией гидрофобных и электростатических взаимодействий. Изучен процесс обратимости перехода набухший-сколлапсированный гель в образцах на основе сополимеров П(НИПА-ВСК) и ЩНИПА-ДАДМАХ), полу-ВПС ПНИПА-ПСС. Впервые показано, что введение ионогенных групп ВСК, ДАДМАХ и ПСС в структуру полимерной сетки гидрогеля ПНИПА приводит к неполному восстановлению массы набухшего геля после высушивания или коллапса.

Синтезированы термочувствительные микрогели ПНИПА, П(НИПА-ВСК), ПВК и П(ВК-ВИМ), получены РЭМ-изображения гелей, проведены измерения размеров микрогелей в растворе при различной температуре. Впервые проведен анализ ЯМР-спектров синтезированных гелей при варьировании температуры.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. E.Yu. Kozhunova, Е.Е. Makhaeva, A.R. Khokhlov. Collapse of thermosensitive polyelectrolyte semi-interpenetrating networks. // Polymer, 2012, vol. 53(12), p.2379-2384.

2. ЕЛО. Кожунова, Е.Е. Махаева, Н.В. Гринберг, Т.В. Бурова, В.Я. Гринберг, А.Р. Хохлов. Коллапс полимерных гидрогелей на основе N-изопропилакриламида и винилсульфоната натрия. // ВМУ. Серия З.Физика. Астрономия. 2012. 4. с. 54-58.

3. Кожунова Е.Ю., Махаева Е.Е., Хохлов А.Р. Влияние ионогенных групп на коллапс термочувствительных гелей. // Высокомолекулярные соединения, Серия А, 2011, 53(12), с. 20502056

4. Elena Yu. Kozhunova, Qingmin Ji, Jan Labuta, Elena E. Makhaeva, Katsuhiko Ariga. Synthesis and characterization of thermosensitive polyelectrolyte nanogels. // Abstract book "ICPOC-21", P. 108, Great Britain, 2012.

5. Elena Yu. Kozhunova, E.E. Makhaeva and A.R. Khokhlov. Influence of ionogenic groups on the collapse of thermosensitive polyelecrolyte hydrogels. //Abstract book "ISP-2012", P. 6-11, Switzerland, 2012.

6. E. Kozhunova, Q. Ji, E. Makhaeva, K. Ariga; Combination of organic and inorganic materials for novel nanocapsule design. // Abstract Book "MANA International Symposium 2011", P. 60, Japan, 2011.

7. E. Kozhunova, E. Makhaeva; Thermosensitive hydrogels based on semi-IPNs. Abstract book "Polymer Networks Group 20th Conference", P. 31, Germany, 2010

8. E. Kozhunova, E. Makhaeva; Ternary complexes of 3D polymeric chains. Abstract book "Macro-2010" 43rd IUPAC Polymer Congress, Polymer Science in the Service of Society, G24-P14, Great Britain, 2010

9. Kozhunova E., Makhaeva E. Ionogenic groups' influence on conformational state of thermosensitive hydrogels. //Theses of 5th All-Russia Kargin Conference "Polymers-2010", MSU, Moscow, 2010

10.Kozhunova E. Influence of polymer network structure and composition on properties of thermosensitive polymers. //Theses of the XVI International student, postgraduate and young scientist conference «Lomonosov», MAKS Press, 2009 rd

11.Kozhunova E. Theses of the 3 International conference Modern Achievements in Bionanoscopy - 2009, MSU, Moscow, 2009.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Кожунова, Елена Юрьевна, 2012 год

1. Моравец Г.; Макромолекулы в растворе. // Изд. Мир, Москва, 1976, 266 с.

2. Makhaeva Е.Е., Thanh L.T., et al.; Thermoshrinking behavior of poly(vinylcaprolactam) gels in aqueous solutions. //Macromol. Chem. Phys. 1996, 197, 1973-1982.

3. Khokhlov A.R., Starodubtsev S.G., Vasilevskaya V.V.; Conformation transition in polymer gels: theory and experiment. //Adv. In Polymer Sci. 1993, 109, 123-171.

4. Ohmine I., Tanaka T.; Salt effect on the pase transitions of ionic gels. //J. Chem. Phys. 1982, 77-11,5725-5729.

5. Hoffman A.S., Stayton P.S., et al.; Really smart bioconjugates of smart polymers and receptor proteins //J. Biomed. Mater. Res. 2000, 52, 577-586.

6. Schmaljohann D.; Thermo- and pH-responsive polymers in drug delivery. //Adv. Drug Deliv. Rev. 2006, 58, 1655-1670.

7. Suzuki A., Tanaka T.; Phase transition in polymer gels induced by visible light. //Nature 1990, 346, 345-347.

8. Torres-Lugo M., Peppas N.A.; Molecular Design and in Vitro Studies of Novel pll-Sensitive Hydrogels for the Oral Delivery of Calcitonin. //Macromolecules 1999, 32 (20), 6646-6651.

9. Tanaka T., Nishio I., et al.; Collapse of Gels in an Electric Field. //Science 1982, 218, 467-469.

10. Miyata T., Asami N., Uragami T.; A reversibly antigen-responsive hydrogel. //Nature 1999, 399, 766-769.

11. Dusek K., Patterson D.; Transition in swollen polymer networks induced by intermolecular considerations. // J. Polymer Sci. 1986, 6, 1209-1216.

12. Khokhlov A.R.; Swelling and collapse of polymer networks. // Polymer 1980, 21-4, 376-380.

13. Kunugi S., Tada T., Yamazaki Y.; Thermodynamic studies on coil-globule transitions of poly(N-vinylisobutyramide-co-vinylamine) in aqueous solutions. //Langmuir 2000, 4, 2042-2044.

14. Kuckling D., Doering A., et al.; Stimuli-responsive polymer systems. // Polymer Science: A comprehensive reference 2012, 8, 377-442.

15. Feil H., Baker J.P., et al.; Swelling equilibria for weakly ionizible, temperature-sensitive hydrogels. //Macromolecules 1991, 24, 549-551.

16. Hirokawa Y., Tanaka T.; Volume phase transition in nonionic gel. //J. Chem. Phys. 1984, 81(12), Pt. 2, 6379-6380.

17. Liu F.; Urban M.W.; Challenges and Opportunities in Stimuli-Responsive Polymeric Materials. //Prog. Polym. Sci. 2010, 35, 3-23.

18. Schild H.G.; Poly(N—isopropylacrylamide): experiment, theory and application. //Prog. Polym. Sci. 1992, 17, 163-249.

19. Shibayama M., Morimoto M., Nomura S.; Phase-separation induced mechanical transition of poly(N-isopropyacrylamide) water isochore gel. //Macromolecules 1994, 27, 5060-5066.

20. Kojima H., Tanaka F.; Cooperative Hydration Induces Discontinuous Volume Phase Transition of Cross-Linked Poly(N-isopropylacrylamide) Gels in Water. //Macromolecules 2010, 43,5103-5113.

21. Sasaki S., Koga S.; Slow Relaxation of the Elastic N-Isopropylacrylamide Gel. //Macromolecules, 2002, 35 (4), 1365-1372.

22. Shild H.G., Tirrell D.A.; Interaction of poly(N-isopropilakrilamide) with perfluorooctanoic acid in aqueous -solution. //J. Phys. Chem. 1990. 94. 4352-4356.

23. Zeng F., Tong Z., Geng H.; NMR investigation of phase separation in poly (N-isopropyl acrylamide)/water solutions. //Polymer 1997, 38, 5539-5544.

24. Ramon O., Kesselman E., Berkovici R.J.; ATR/FTIR Studies on the Phase Separation Process of Aqueous Solutions of N-Isopropylacrylamide (PNIPA). //Polym. Sci., Part B 2001,39, 1665-1677.

25. Boutris C., Chatzi E.G., Kiparissides C.; Characterization of the LCST behavior of aqueous poly(N-ispropylacrylamide) by thermal and cloud point techniques. //Macromolecules 1997, 38, 2567-2570.

26. Park T.G.; Temperature modulated protein release from pH/temperature-sensitive hydrogels. //Biomaterials 1999, 20, 517-523.

27. Liu F., Tao G.L., Zhuo R.X.; Synthesis of Thermal Phase Separating Reactive Polymers and Their Applications in Immobilized Enzymes. //Polym. J. 1993, 25, 561-567.

28. Kurisawa M., Yokoyama M., Okano T.; Gene expression control by temperature with thermo-responsive polymeric gene carriers. //J. Controlled Release 2000, 69, 127-131.

29. Arndt K.-F., Knoergen M., et al.; NMR Imaging: monitoring of swelling of environmental sensitive hydrogels. //Modern Magnetic Resonance; Webb, G. A., Ed.; Springer: Amsterdam, The Netherlands, 2006, p 187.

30. Xu X., Zhang X., et al.; Strategy to introduce a pendent micellar structure into Poly(N-isopropylacrylamide) hydrogels. //Langmuir 2007, 23, 4231-4236.

31. Zhang J., Huang S., Zhuo R.; Temperature-sensitive polyamidoamine dendrimer/poly(N-isopropylacrylamide) hydrogel with improved responsive properties. //Macromol. Biosci. 2004, 4, 575-578.

32. Zhang X., Yang J., et al.; Preparation and Characterization of fast response macroporous poly(N-isopropylacrylamide) hydrogels. //Langmuir 2001, 17, 6094-6099.

33. Chen, Y., Pang, X.H., Dong, C.M.; Dual Stimuli-Responsive Supramolecular Polypeptide-Based Hydrogel and Reverse Micellar Hydrogel Mediated by Host-Guest Chemistry. //Advanced Functional Materials 2010, 20, 579-586.

34. Kuckling D.; Responsive hydrogel layers—from synthesis to applications. //Colloid Polym. Sei. 2009, 287, 881-891.

35. Rubinstein M.; Colby R.H.; Elastic Modulus and Equilibrium Swelling of Polyelectrolyte Gels. //Macromolecules 1996, 29, 398-406.

36. Ebara M., Aoyagi T., et al.; Introducing reactive carboxyl side chains retains phase transition temperature-sensitivity in N-isopropylacrylamide copolymer gels. //Macromolecules 2000, 33, 8312-8316.

37. Sasaki S., Kawasaki S., Maeda H.; Effect of Donnan Osmotic Pressure on the Volume Phase Transition ofN-Isopropylacrylamide Gels. //Langmuir 1999, 15, 4266-4269.

38. Kawasaki H., Sasaki S., Maeda H.; Effect of Introduced Electric Charge on the Volume Phase Transition of N-Isopropylacrylamide Gels. //J. Phys. Chem. B 1997, 101, 41844187.

39. Liu X.X., Tong Z., Hu Q.; Swelling Equilibria of Hydrogels with Sulfonate Groups in Water and in Aqueous Salt Solutions. //Macromolecules 1995, 28, 3813-3817.

40. Zhang J., Peppas, N.; Synthesis and Characterization of pH- and Temperature-Sensitive Poly(methacrylic acid)/Poly(N-isopropylacrylamide) Interpenetrating Polymeric Networks. //Macromolecules 2000, 33, 102-197.

41. Wada N., Kajima Y., et al.; Effect of surfactant on the phase transition of N-alkylacrylamide gels. //Langmuir 1993, 9, 46-49.

42. Rimmer S., Soutar I., Swanson L.; Switching the conformational behavior of poly(N-isopropyl acrylamide). //Polym. Int 2009, 58, 273-278.

43. Schmaljohann D., Oswald J., Jorgensen В.; Thermo-Responsive PNiPAAm-g-PEG Films for Controlled Cell Detachment. //Biomacromolecules 2003, 4, 1733-1739.

44. Ju X., Chu L., Liu L.; A Novel Thermoresponsive Ilydrogel with Ion-Recognition Property through Supramolecular Host-Guest Complexation. //J. Phys. Chem. В 2008, 112, 1112-1118.

45. Kleinen J., Richtering W.; Definded complexes of negatively charged multi-sensitive poly-N-isopropylacrylamide-co-methacrylic-acid microgels and poly-diallydimethylammonium-chloride. //Macromolecules 2008, 41, 1785-1790.

46. Brazel Ch., Peppas N.; Synthesis and Characterization of Thermo- and Chemomechanically Responsive Poly(N-isopropylacrylamide-co-methacrylic acid) Hydrogels. //Macromolecules 1995, 28, 8016-8020.

47. Quijada-Garrido I., Prior-Cabanillas A., Garrido L.; Swelling Monitorization of Poly(N-isopropylacrylamide)-co-(methacrylic acid). Copolymers by Magnetic Resonance Imaging. //Macromolecules 2005, 38, 7434-7442.

48. Pelton R., Deng Y.; Synthesis and Solution Properties of Poly(N-isopropylacrylamide-co-diallyldimethylammonium chloride). //Macromolecules 1995, 28, 4617-4621.

49. Okhapkin I.M., Nasimova I.R., et al.; Effect of Complexation of Monomer Units on pH-and Temperature-Sensitive Properties of Poly(N-vinyIcaprolactam-co-methacrylic acid). //Macromolecules 2003, 36, 8130-8138.

50. Makhaeva E.E., Le Т., et al.; Thermoshrinking behavior of poly(vinylcaprolactam) gels in aqueous solution. //Macromol. Chem. Phys. 1996, 197, 1973-1982.

51. Охапкин И.М., Дубовик А.С., et al.; Модификация полимера винилкапролактама и метакриловой кислоты 2-аминоэтансульфоповой кислотой и влияние ионогенных групп на рН-чувствительные свойства сополимера. //Высокомолек. соед. А 2005, 47, 1124-1130.

52. Makhaeva Е.Е., Tenhu Н., Khokhlov A.R.; Behavior of Poly(N-vinylcaprolactam) Macromolecules in the Presence of Organic Compounds in Aqueous Solution. // Polymer 2000, 26, 9319-9144.

53. Makhaeva E.E., Tenhu II., Khokhlov A.R.; Behavior of Poly(N-vinylcaprolactam-co-methacrylic acid) Macromolecules in Aqueous Solution: □ Interplay between Coulombic and Hydrophobic Interaction. //Macromolecules 2002, 35, 1870-1876.

54. Tominaga T., Tirumala V.R., et al.; Thermodynamic Interactions in Double-Network Hydrogels. //J. Phys. Chem. B 2008, 112, 3903-3909.

55. Sperling L.H.; Interpenetrating polymer networks and related materials. //Plenum Press: New York, 1981.

56. Seidl J, Malinsky J., et al.; Macroporous styrol-divinylbenzol copolymer and their application in chromatography. //Adv. Polym. Sei. 1967, 5-113.

57. Kluppel M.; In: Physics of polymer networks. The 29th Europhysics Conference. //Eur. Phys. Soc. 1991, Alexisbad, 85.

58. Millar J.R.; Interpenetrating polymer networks styrene-divinylbenzene copolymer networks composed with 2 and 3 interpenetrating networks and their sulphonates. //J. Chem. Soc. 1960, 1311-1317.

59. Hourston D.J., Zia Y.; Semi and fully interpenetrating polymer networks based on Polyurethane polyacrylate systems. //J. Appl. Polym. Sei. 1983, 28, 2139-2149.

60. Frisch K.C., Klempner D.; Recent advances in interpenetrating polymer networks. //Polym. Eng. Sei. 1982, 22, 1143-1152.

61. Sperling L. H., Ferguson K. B., et al.; Isomeric Graft Copolymers and Interpenetrating Polymer Networks. Theory and Experiment. //Macromolecules 1976, 9, 743-749.

62. Sperling L.H. Interpenetrating polymer networks. //Adv. Chem. 1994 Ser. 239, American Chemical Society, Washington, DC.

63. Lipatova T.E., Shilov V.V., et al.; Phase-Separated Interpenetrating Polymer Networks. //Br. Polym. J. 1977, 9-159.

64. Kong X., Narine S.S.; Sequential Interpenetrating Networks produced from vegetable Oil Based Polyurethane and Poly(methylmetacrilate). //Biomacromolecules 2008, 9, 22212229.

65. Frisch H.L., Hua Y.; Synthesis and charactcrization of Interpenetrating Networks of Poly(2,6-dimethyl-l,4-phenylene oxide) and Poly(butadiene). //Macromolecules 1989, 22, 91-93.

66. Frisch K.C., Migdal S., et al.; Morphology of a polyurethane-polyacrylate interpenetrating polymer network. //Polym. Eng. Sei. 1974, 14, 76-78.

67. Binder K., Frisch H.L.; Phase stability of weakly crosslinked interpenetrating polymer networks. //J. Chem Phys. 1984, 81, 212-2137.

68. Park I.I I., Lee J.H., Kim S.C.; Reactive Compatibilization of Polymer Blends. //Polym. Bull. 1983, 10-126.

69. Lipatov Y.S.; Polymer reinforcement. //J. Macromol. Sci. Rev. 1990 Chem. Phys. C 30209.

70. Lipatov Y.S.; In: Interpenetrating polymer networks. // Adv. Chem. 1994, Ser 239. American Chemical Society, Washington, DC

71. Bonart R, Mueller E.; Phase separation in urethane elastomers asjadged by low-angle x-ray scattering. I. Fundamentals. //J. Macromol. Sci. B, 1974, 10-177.

72. Lipatov Y.S., Shilov V.V., et al.; X-ray methods of studying polymeric systems. //Naukova Dumka, Kiev, 1982.

73. Nesterov A.E., Lipatov Y.S.; Thermodynamics of polymer blends. //ChemTec Publ., Toronto, 1997.

74. Liu Z., Calvert P.; Multilayer Ilydrogels as Muscle-Like Actuators. //Adv. Mater. 2000, 12, 288-291.

75. Hirai T., Nemoto H., Hayashi S.; Electrostriction of highly swollen polymer gel: Possible application for gel actuator. //J. Appl. Polym. Sci. 1994, 53, 79-84.

76. Kataoka K., Miyazaki H., et al.; Totally Synthetic Polymer Gels Responding to External Glucose Concentration: Their Preparation and Application to On-Off Regulation of Insulin Release. //J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 12694-12695.

77. Abraham G.A., de Queiroz A.; Hydrophilic hybrid interpenetrating networks of segmented polyurethanes and copolymers of vinylpyrrolidone for applications in medicine. //Biomaterials 2001, 22, 1971-1985.

78. Murakami Y., Maeda M.; DNA-Responsive Hydrogels That Can Shrink or Swell. //Biomacromolecules, 2005, 6 (6), pp 2927-2929.

79. Reddy T.T., Kano A., et al.; Thermosensitive Transparent Semi-interpenetrating networks for wound dressing and cell adhesion control. //Biomacromolecules 2008, 9, 1313-1321.

80. Misset J.L., Bleiberg H., Shuterland W.; Oxaliplatin clinical activity: a review. //Crit. Rev. Oncol./Hematol. 2000, 35, 75-93.

81. Zhang J., Huang S., ct al.; Preparation and properties of poly(N-isopropylacrylamide)/poly(N-isopropylacrylamide) interpenetrating networks for drug delivery. //Journal of Polymer Science 2004, vol. 42, 1249-1354.

82. Gil E.S., Hudson S.M.; Effect of silk fibroin interpenetrating networks on swelling/deswelling kintetics of poly(N-isopropylacrylamide) hydrogels. //Biomacromolecules 2007, 8, 258-264.

83. Eschbach F.O., Huang S.J.; Hydrophilic—Hydrophobic Interpenetrating Polymer Networks and Semi-interpenetrating Polymer Networks. //American Chemical Society 1994, 239, 205-219.

84. Lipatov Y.S., Alexeeva T.T.; Phase-Separated Interpenetrating Polymer Networks. //Advances in Polymer Science 1998, 208.

85. Stile R.A., I-Iealy K.E.; Poly(N-isopropylacrylamide)-Based Semi-interpenetrating Polymer Networks for Tissue Engineering Applications. 1. Effects of Linear Poly(acrylic acid) Chains on Phase Behavior. //Biomacromolecules 2002, 3, 591-600.

86. Muniz E.C., Geuskens G.; Compressive Elastic Modulus of Polyacrylamide Hydrogels and Semi-IPNs with Poly(N-isopropylacrylamide). //Macromolecules 2001, 34, 44804484.

87. He W., Feng Y., et al. //American Chemical Society 2008, 977, 310-335.

88. Reddy T.T., Kano A., et al.; Thermosensitive Transparent Semi-Interpenetrating Polymer Networks for Wound Dressing and Cell Adhesion Control. //Biomacromolecules 2008,9, 1313-1321.

89. Pescosolido L., Schuurman W., et al.; Hyaluronic Acid and Dextran-Based Semi-IPN Hydrogels as Biomaterials for Bioprinting. // Biomacromolecules 2011, 12, 1831-1838.

90. Chen Y., Ding D., et al.; Synthesis of Hydroxypropylcellulose-poly(acrylic acid) particles with Semi-interpenetrating polymer network structure. //Biomacromolecules 2008, 9, 2609-2614.

91. Matricardi P., Pontonero M., et al.; In Situ Cross-Linkable Novel Alginate-Dextran Methacrylate IPN Hydrogels for Biomedical Applications: Mechanical Characterization and Drug Delivery Properties. //Biomacromolecules 2008, 9, 2014-2020.

92. Li S.F., Yang Y.J., et al.; In vitro degradation and protein release of semi-IPN hydrogels consisted of poly(acrylic acid-acrylamide-methacrylate) and amylase. //Journal of Applied Polymer Science 2007, 105, 3432-3438.

93. Liu Y., Cui Y.D.; Thermosensitive soy protein/poly(n-isopropylacrylamide) interpenetrating polymer network hydrogels for drug controlled release. //Journal of Applied Polymer Science 2011, 120, 3613-3620.

94. Wu W., Wang D.S.; A fast pH-responsive IPN hydrogel: Synthesis and controlled drug delivery//Reactive & Functional Polymers 2010, 70, 684-691.

95. Angadi S.C., Manjeshwar L.S., Aminabhavi T.M.; Stearic Acid-Coated Chitosan-Based Interpenetrating Polymer Network Microspheres: Controlled Release Characteristics. //Industrial & Engineering Chemistry Research 2011, 50, 4504-4514.

96. YerriSwamy B.; Prasad C.V., et al.; Interpenetrating polymer network microspheres of hydroxy propyl methyl cellulose/poly (vinyl alcohol) for control release of ciprofloxacin hydrochloride. //Cellulose 2011, 18, 349-357.

97. Maeda T., Akasaki Y., et al.; Stimuli-Responsive Coacérvate Induced in Binary Functionalized Poly (N-isopropylacrylamide) Aqueous System and Novel Method for Preparing semi-IPN Microgel Using the Coacervate. //Langmuir 2009, 25, 9510-9517.

98. Pelton R., Hoare T.; Microgels and Their Synthesis: An Introduction. //Microgel Suspensions 2011, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. p. 1-32.

99. Pich F., Richtering W.; Polymernanogels and microgels //Polymer Science: A comprehensive reference 2012, 6, 309-350.

100. Tae G.P., Hoffman, A.S.; Preparation of large, uniform size temperature-sensitive hydrogel beads. Hi. Polym. Sei., Part A: Polym. Chem. 1992, 30, 505-507.

101. Pelton R.; Temperature-sensitive aqueous microgels. //Adv. Colloid Interface Sei. 2000, 85, 1-33.

102. Nayak S., Lyon L.A.; Soft Nanotechnology with Soft Nanoparticles. //Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 7686-7708.

103. Landfester K.; Miniemulsion Polymerization and the Structure of Polymer and Hybrid Nanoparticles. //Angewandte Chemie-International Edition 2009, 48, 4488-4507.

104. Zhou X.F., Liu B., et al.; Mannose-bearing chitosan derivatives as a potent delivery system to enhance immune response to HBV DNA vaccine. //J. Control. Release 2007, 121,200-207.

105. Ko J.A., Park II.J., et al.; Preparation and characterization of chitosan microparticles intended for controlled drug delivery. //Int. J. Pharm. 2002, 249, 165-174.

106. Narita T., Terao K., et al.; Preparation and characterization of core-shell nanoparticles hardened by gamma-ray. //Colloids Surf, B 2004, 38, 187-190.

107. Hazot P., Chapel J.P., et al.; Preparation of poly(N-ethyl methacrylamide) particles via an emulsion/precipitation process: The role of the crosslinker. //J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2002, 40, 1808-1817.

108. Hoare T., Pelton R.; Functional Group Distributions in Carboxylic Acid Containing poly(N-isopropylacrylamide) microgels. //Langtnuir 2004, 20, 2123-2133.

109. Boyko V., Pich A, et al.; Thermo-sensitive poly(N-vinylcaprolactam-co-acetoacetoxyethyl methacrylate) microgels: 1—synthesis and characterization. //Polymer 2003,44, 7821-7827.

110. Laukkanen A., Hietala S., et al.; Poly(N-vinylcaprolactam) Microgel Particles Grafted with Amphiphilic Chains. //Macromolecules 2000, 33, 8703-8708.

111. Wu X., Pelton R.H., et al. The kinetics of poly(N-isopropylacrylamide) microgel latex formation. //Colloid Polym. Sci. 1994, 272, 467^177.

112. Pelton R.H., Chibante P.; Preparation of aqueous latices with N-isopropylacrylamide. //Colloids Surf. 1986, 20, 247-256.

113. McPhee W., Tam K.C., Pelton R.; Poly(N-isopropylacrylamide) Latices Prepared with Sodium Dodecyl Sulfate. //J. Colloid Interface Sci. 1993, 156, 24-30.

114. Boyko V., Richter S., et al.; Poly( N-vinylcaprolactam) microgels. Polymeric stabilization with polyvinyl alcohol). //Colloid Polym. Sci. 2004, 282, 127-132.

115. Snowden M.J., Chowdhry B.Z., et al.; Colloidal copolymer microgels of N-isopropylacrylamide and acrylic acid: pH, ionic strength and temperature effects. //J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1996, 92, 5013-5016.

116. Keerl M., Richtering W.; Synergistic depression of volume phase transition temperature in copolymer microgels. //Colloid Polym. Sci. 2007, 285, 471-474.

117. Keerl M., Smirnovas V., et al.; Copolymer Microgels from Mono- and Disubstituted Acrylamides: Phase Behavior and Hydrogen Bonds. //Macromolecules 2008, 41, 68306836.

118. Boyko V., Pich A.; et al. Thermo-sensitive poly(N-vinylcaprolactam-co-acetoacetoxyethyl methacrylate) microgels: 1—synthesis and characterization. //Polymer 2003,44, 7821-7827.

119. Berndt I., Richtering W.; Doubly Temperature Sensitive Core-Shell Microgels . //Macromolecules 2003, 36, 8780-8785.

120. Berndt I., Pedersen J.S.; Richtering, W.; Structure of Multiresponsive "Intelligent" Core-Shell Microgels. //J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 9372-9373.

121. Berndt I., Popescu C., et al.; Mechanics versus Thermodynamics: Swelling in Multiple-Temperature-Sensitive Core-Shell Microgels. //W. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 1081-1085.

122. Saunders B.R., Vincent B.; Microgel particles as model colloids: theory, properties and applications. //Adv. Colloid Interface Sci. 1999, 80, 1-25.

123. Crowther H.M., Saunders B.R.; et al. Poly(NIPAM) microgel particle de-swelling: a light scattering and small-angle neutron scattering study. //Colloids Surf., A 1999, 152, 327-333.

124. Kratz K., Ilellweg T., Eimer W.; Structural changes in PNIPAM microgel particles as seen by SANS, DLS, and EM techniques. //Polymer 2001, 42, 6631-6639.

125. Fernandez-Barbero A., Fernandez-Nieves A., et al.; Structural modifications in the swelling of inhomogeneous microgels by light and neutron scattering. //Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2002, 66, 051803.

126. Saunders B.R.; On the Structure of Poly(N-isopropylacrylamide) Microgel Particles. //Langmuir 2004, 20, 3925-3932.

127. Berndt I., Pedersen J.S.; Temperature-Sensitive Core-Shell Microgel Particles with Dense Shell. //W. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 1737-1741.

128. Li Y., Tanaka T.J.; Study of the universality class of the gel network system // Chem. Phys. 1989. 90. P. 5161-5166.

129. Mikheeva L.M., Grinberg N.V., Mashkevich A.Ya. et al. Microcalorimetric Study of Thermal Cooperative Transitions in Poly(N-vinylcaprolactam) Hydrogels //Macromolecules 1997, 30, 2693-2699.

130. Pedersen J.S.; Analysis of small-angle scattering data from colloids and polymer solutions: modeling and least-squares fitting. //Adv. Colloid Interface Sci. 1997, 70, 171210.

131. Berndt I.; Thesis Christian Albrechts-University, Kiel, 2005.

132. Stieger M., Richtering W., et al.; Small-angle neutron scattering study of structural changes in temperature sensitive microgel colloids. //J. Chem. Phys. 2004, 120, 6197— 6206.

133. Wu C., Zhou S.; Laser Light Scattering Study of the Phase Transition of Poly(N-isopropylacrylamide) in Water. 1. Single Chain. //Macromolecules 1995, 28, 8381-8387.

134. Pich A., Lu Y.; et al. Thermo-sensitive poly(N-vinylcaprolactam-co-acetoacetoxyethyl methacrylate) microgels. 3. Incorporation of polypyrrole by selective microgel swelling in ethanol-water mixtures. //Polymer 2004, 45, 1079-1087.

135. Karg M., Lu Y.; et al. Multiresponsive Hybrid Colloids Based on Gold Nanorods and Poly(NIPAM-co-allylacetic acid) Microgels: Temperature- and pH-Tunable Plasmon Resonance. //Langmuir 2009, 25, 3163-3167.

136. Menager C., Sandre O., et al.; Preparation and swelling of hydrophilic magnetic microgels. //Polymer 2004, 45, 2475-2481.

137. Biffis A., Orlandi N., Corain B.; Microgel-Stabilized Metal Nanoclusters: Size Control by Microgel Nanomorphology. //Adv. Mater. 2003, 15, 1551-1555.

138. Lu Y., Mei Y., Drechsler M., Ballauff M.; Thermosensitive Core-Shell Particles as Carriers for Ag Nanoparticles: Modulating the Catalytic Activity by a Phase Transition in Networks. //Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 813-816.

139. Schrinner M., Polzer F.; et al. Mechanism of the Formation of Amorphous Gold Nanoparticles within Spherical Polyelectrolyte Brushes. //Macromol. Chem. Phys. 2007, 208, 1542-1547.

140. Weissman J,M., Sunkara II.B., et al.; Thermally Switchable Periodicities and Diffraction from Mesoscopically Ordered Materials. //Science 1996, 274, 959-963.

141. Serpe M.J., Kim J., Lyon L.A.; Colloidal Hydrogel Microlenses //Adv. Mater. 2004, 16, 184-187.

142. Kelly J.Y., DeSimone J.M.; Shape-Specific, Monodisperse Nano-Molding of Protein Particles. //J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5438-5439.

143. Alvarez C., Bertorello H., et al.; Preparation and characterization of new biospecific adsorbents with fatty acids as ligands, usable to retain bovine serum albumin. //Polymer 1996, 37,3715-3719.

144. Kawaguchi H.; Fujimoto K., Mizuhara Y.; Hydrogel microspheres III. Temperature-dependent adsorption of proteins on poly-N-isopropylacrylamide hydrogel microspheres. //Colloid Polym. Sei. 1992, 270,53-57.

145. Delair Т., Meunier F.; et al.; Amino-containing cationic latex-oligodeoxyribonucleotide conjugates: application to diagnostic test sensitivity enhancement //Colloids Surf. A 1999, 153,341-353.

146. Akiyoshi K., Kobayashi S., et al.; Self-assembled hydrogel nanoparticle of cholesterol-bearing pullulan as a carrier of protein drugs: Complexation and stabilization of insulin. //J. Control. Release 1998, 54, 313-320.

147. Lee H., Мок H., et al.; Target-specific intracellular delivery of siRNA using degradable hyaluronic acid nanogels. //J. Control. Release 2007, 119, 245-252.

148. Tischer W., Wedekind F.; Immobilized Enzymes: Methods and Applications //Top. Curr. Chem. 1999, 200, 95-126.

149. Retama J.R., Lopez-Ruiz В.; Lopez-Cabarcos, E.; Microstructural modifications induced by the entrapped glucose oxidase in cross-linked polyacrylamide microgels used as glucose sensors. //Biomaterials 2003, 24, 2965-2973.

150. Vinogradov S.V.; Colloidal microgels in drug delivery applications //Curr. Pharm. Des. 2006, 12, 4703^1712.

151. Oishi M., Sumitani S., Nagasaki Y.; On-Off Regulation of 19F Magnetic Resonance Signals Based on pH-Sensitive PEGylated Nanogels for Potential Tumor-Specific Smart 19F MRI Probes. //Bioconjugate Chem. 2007, 18, 1379-1382.

152. Elaissari A., Holt L.; et al.; Hydrophilic and cationic latex particles for the specific extraction of nucleic acids. //J. Biomater. Sci., Polym. Ed. 1999, 10, 403-420.

153. Kanazawa H., Sunamoto Т., et al.; Temperature-Responsive Chromatography Using Poly(N-isopropylacrylamide) Hydrogel-Modified Silica. //Anal. Sci. 2002, 18, 45-48.

154. Ельяшевич M. А., Атомная и молекулярная спектроскопия. //Москва 1962.

155. Дероум Э., Современные методы ЯМР для химических исследований, пер. с англ. //Москва 1992.

156. Dynamic Light Scattering. The method and some applications. //Ed. by Brown W., Oxford 1993.

157. Khokhlov A.R., Kramarenko E.Yu.; Weakly Charged Polyelectrolytes:D Collapse Induced by Extra Ionization. //Macromolecules 1996, 29, 681-685.

158. Philippova O.E., Sitnikova N.L., et al.; Mixed Polyelectrolyte/Ionomer Behavior of Poly(methacrylic acid) Gel upon Titration. //Macromolecules 1996, 29, 4642-4645.

159. Okada Y., Tanaka F.; Cooperative Hydration, Chain Collapse, and Flat LCST Behavior in Aqueous Poly(N-isopropylacrylamide) Solutions. //Macromolecules 2005, 38, 44654471.

160. Ishida N., Biggs S.; Direct Observation of the Phase Transition for a Poly(N-isopropylacryamide) Layer Grafted onto a Solid Surface by AFM and QCM-D. // Langmuir 2007, 23, 11083-11088.

161. Burova T.N., Grinberg N.V., et al.; Order—Disorder Conformational Transitions of N-Isopropylacrylamide-Sodium Styrene Sulfonate Copolymers in Aqueous Solutions. //Macromolecules 2008, 41, 5981-5984.

162. Makhaeva E.E., Tenhu H., Khokhlov A.R.; Conformational Changes of Poly(vinylcaprolactam) Macromolecules and Their Complexes with Ionic Surfactants in Aqueous Solution. //Macromolecules 1998, 31,6112-6118.

163. Feil H., Bae Y.H., et al.; Mutual influence of pH and temperature on the swelling of ionizable and thermosensitive hydrogels. // Macromolecules 1992, 25, 5528-5530.

164. Balaceanu A., Demko D.; Microgel Heterogeneous Morphology Reflected in Temperature-Induced Volume Transition and 1H High-Resolution Transverse Relaxation NMR. The Case of Poly(N-vinylcaprolactam) Microgel. //Macromolecules 2011, 44, 2161-2169.

165. Hanykova L., Labuta J., Spevacek J.; NMR study of temperature-induced phase separation and polymer-solvent interactions in poly(vinyl methyl ether)/D20/ethanol solutions. //Polymer 2006, 47, 6107-6116.

166. Starovoytova L., Spevacek J.; Effect of time on the hydration and temperature-induced phase separation in aqueous polymer solutions. !H NMR study. //Polymer 2006, 47, 73297334.

167. Особую признательность автор выражает родителям и друзьям за неоценимую поддержку и помощь, оказанную в течение всего периода выполнения работы.