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环境敏感性水凝胶在药物控制释放、酶的固定化及生物物质分离提纯等方面有着诱人的应用前景，因而近年来受到普遍关注。目前，无论在学术还是在应用领域，以pH、温度敏感水凝胶的研究尤为活跃。本研究选用具有优良温敏性的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)及pH敏感的天然高分子羧甲基纤维素钠(Na-CMC)为基本原料，制备了pH/温度敏感Na-CMC/PNIPAAm semi-IPN水凝胶，对反应条件进行了优化，并系统地研究了这类凝胶的结构对其溶胀性能的影响，考察了水凝胶的性能、水在凝胶中的存在状态。从化学角度认识水凝胶体系的结构与性能的关系，对合成和表征新颖结构、具有特殊功能团或多功能团的共聚物水凝胶有一定的理论指导作用。本文的主要内容如下：1．以二甲基亚砜(DMSO)为溶剂，羧甲基纤维素钠(Na-CMC)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)为原料，制备出半互穿网络(Na-CMC/PNIPAAm semi-IPN)水凝胶，考察了Na-CMC与NIPAAm质量之比、交联剂和引发剂用量对水凝胶溶胀性能的影响，结果表明：Na-CMC：NIPAAm=1：10、引发剂和交联剂用量为单体NIPAAm质量的3.5％时，凝胶溶胀性能最好。2．采用半互穿聚合物网络技术(semi-IPN)制备了一类新型Na-CMC/PNIPAAm半互穿聚合物网络水凝胶，对这类水凝胶的温度及pH敏感行为进行了详细的研究。实验结果表明，在强酸条件下(pH=2.2)，semi-IPN水凝胶溶胀度随着Na-CMC含量升高溶胀度逐渐降低；在弱碱条件下(pH=7.4)，结果相反，即semi-IPN水凝胶溶胀度随着Na-CMC含量升高溶胀度逐渐增大，而且凝胶中Na-CMC的含量越高这种趋势表现得越明显。而无论在酸性还是碱性条件下，随着温度的升高，Na-CMC/PNIPAAm semi-IPN水凝胶都表现出“热缩型”温敏特性。在相转变温度(LCST)以下，Na-CMC/PNIPAAm semi-IPN水凝胶有明显的pH敏感性。3．对Na-CMC/PNIPAAm semi-IPN水凝胶在不同条件下的溶胀动力学进行了研究。结果表明，在25℃、弱碱性条件(pH=7.4)下，Na-CMC/PNIPAAm semi-IPN水凝胶的溶胀速率随着Na-CMC用量的增加而增大。另外，温度对溶胀速率的影响与pH有关，pH对凝胶溶胀速率的影响与温度有关。对不同semi-IPN水凝胶的抗盐性进行了测试，发现各semi-IPN水凝胶在生理盐水中的平衡溶胀率都要略低于在去离子水中的平衡溶胀率4．通过DSC(-30℃-200℃)并结合TGA(20℃-800℃)对不同Na-CMC和NIPAAm质量比的Semi-IPN水凝胶的DSC-TGA进行了热重分析。结果发现不同Na-CMC和NIPAAm质量比所得到的水凝胶，TGA曲线有所不同，但基本趋势是相同的。不同之处可以从semi-IPN水凝胶的TGA数据表看出来。从表中可以看出：所有水凝胶均有两个失重区间，280℃以前失去的是部分可冻结结合水和非冻结结合水，450℃以后样品基本完全热分解。Semi-IPN15水凝胶，第一失重区间和第二失重区间都比Semi-IPN05宽，而且第二失重峰的的失重峰的起始温度和终了温度都比Semi-IPN要高，这些都说明Semi-IPN15水凝胶的热稳定性要比Semi-IPN05要好，即Na-CMC含量越高，热稳定性越好。5．通过示差扫描量热法(DSC)结合热重法(TG)研究了不同单体配比的semi-IPN水凝胶中水的状态，证明了凝胶中存在3种不同状态的水：非冻结结合水、可冻结结合水和可冻结自由水。研究结果发现在凝胶中水绝大多数是以可冻结自由水和可冻结结合水的状态存在，并且随着羧甲基纤维素的含量的增加，可冻结自由水的含量也依次增加，可冻结自由水和可冻结结合水的含量依次是：34.3％和52.2％(NIPAAm)、58.7％和30％(Na-CMC/NIPAAm=0.05)、59.97％和33.13％(Na-CMC/NIPAAm=0.15)。不可冻结结合水基本不变，都是2％左右。