Có ba yếu tố chính ảnh hưởng đến độ trương của hydrogel:
1. Mức độ khâu mạng: Đây là một trong các yếu tố quan trọng nhất ảnh
hưởng đến khả năng trương của hydrogel. Mức độ khâu mạng càng cao làm cho cấu
trúc mạng của hydrogel trở nên cứng hơn, độ linh động của mạch polyme giảm
xuống. Vì vậy độ trương giảm.
2. Cấu trúc hóa học của hydrogel: Cấu trúc hóa học của polyme cũng ảnh
hưởng đến khả năng trương của hydrogel. Hydrogel có nhóm chức ưa nước có độ trương cao hơn so với hydrogel chứa nhóm chức kị nước. Hydrogel càng có nhiều
nhóm chức ưa nước thì độ trương càng cao.
3. Tác nhân bên ngoài: Độ trương trong nước của các hydrogel cũng bị ảnh
hưởng bởi tác nhân môi trường bên ngoài. Có rất nhiều tác nhân môi trường bên
ngoài ảnh hưởng đến độ trương của hydrogel như: nhiệt độ, pH, lực ion, từ trường, điện trường, UV-Vis, đường gluco[27]
Hình 1-18: Các tác nhân môi trường ảnh hưởng độ trương của hydrogel
Một số loại hydrogel nhạy với kích thích môi trường như:
+ Hydrogel nhạy pH: Bao gồm các polyme có chứa nhóm chức có khả năng ion hóa như amin –NH2, cacboxylic –COOH, sulfonic –SO3H…Trong môi trường
có pH xác định các nhóm chức này bị ion hóa tạo các nhóm chức tích điện trên
mạch polyme. Do hydrogel có các nhóm tích điện nên giữa các nhóm chức tích điện
này sẽ tạo ra lực tương tác tĩnh điện làm cho khả năng hấp thu nước tăng lên. Khi mức độ ion hóa càng nhiều sẽ làm tăng lực đẩy tương tác tĩnh điện giữa các mạch polyme. Đối với gel chứa nhóm chức cacboxylic –COOH (gel anion), thì độ trương
trong vùng pH lớn hơn pKa sẽ lớn hơn độ trương trong vùng pH nhỏ hơn pKa. Và
ngược lại với gel cation chứa nhóm chức amin –NH2. Đối với gel lưỡng tính có
chứa hai nhóm chức amin và cacboxylic, ngoài độ trương của gel phụ thuộc vào pH
thì loại gel này còn có điểm đẳng điện tích (iso-electric point) pI [39].
+ Hydrogel nhạy nhiệt độ [34]
: Ví dụ Poly(N-isopropylacrylamid) gel có nhiệt độ tới hạn là 340
C. Ở dưới nhiệt độ này gel ở trạng thái trương nhưng khi nhiệt độ môi trường trên 340
C sẽ xảy ra hiện tượng tách pha, gel có hiện tượng tách nước, và
giảm độ trương
Tác nhân môi trường
Lực
ion
Từ trường Điện trường
UV-Vis Gel trương pH Nhiệt độ Ion riêng gluco Gel khô