Amorfni i semikristalni termoplastični polimerni materijali su posebni zbog prisutnosti staklene prijelazne temperature [1]. Na prijelaznoj temperaturi mijenjaju se specifični volumen polimera i brzina promjene. Ovaj prijelaz utječe na više fizičkih svojstava.

Kako temperatura okoline varira preko odgovarajuće temperature fazno volumne promjene (VPTT) PNIPAM (Poly N-isopropilakrilamid) hidrogel prolazi kroz reverzibilnu promjenu volumena [3]. Ispod VPTT hidrogel je povećan i upija značajnu količinu vode, dok iznad VPTT, hidrogel dramatično ispušta vodu i tada bude u smanjenom stanju.

Sl. 2.1. Shematski prikaz smanjenje i povećanja volumena PNIPAM hidrogela

Termoresponsivni polimeri su privlačili mnogo pažnje u posljednjih nekoliko desetaka godina kao obećavajuća komponenta inteligentnih materijala za primjenu u raznim poljima poput bioinženjeringa i nanotehnologija [2]. Takvi polimeri pokazuju volumensku faznu promjenu u otopljenom stanju koja se prikazuje preko tranzicije iz lančane strukture polimera u kugličastu pri kritičnoj temperaturi, nižoj kritičnoj temperaturi otapanja (LCST) i višoj kritičnoj temperaturi otapanja. LCST se definira kao temperatura pri kojoj termoresponsivni polimer reverzibilno mijenja svoja svojstva iz topivog u vodi do netopivog u vodi zbog zagrijavanja, dok je UCST temperatura kada polimer ide od hidrofobnog do hidrofilnog kako je prikazano na slici 2.1.

Sl. 2.1. Shematski prikaz ponašanja termoresponsivnog polimera pri LCST i UCST

Sl. 2.2. Reprezentativni termoresponsivni polimeri sa LCST i UCST

Slika 2.2 prikazuje reverzibilno agregacijsko ponašanje termoresponsivnih amorfnih blok kopolimera i dvostrukih hidrofilnih blok kopolimera koji imaju termoresponsivni segment sa LCST. Agregacijsko ponašanje je invertirano kada se koriste termoresponsivni polimeri sa UCST.

[2] K. Fuchise, Design and precise synthesis of thermoresponsive polyacrylamides, Springer, Japan, 2014.

[3] L-Y. Chu, R. Xie, X-J. Ju, V. Wang, Smart hydrogel Functional materials, Springer, 2013.

https://books.google.hr/books?id=QFDABAAAQBAJ&pg=PA3&dq=thermoresponsive+materials&hl=en&sa=X&ei=vpX-VPbJI8nAPLP2gZAJ&ved=0CDwQ6AEwBg#v=onepage&q=thermoresponsive%20materials&f=false