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하이드로겔의 팽윤 거동을 예측하는 방법으로서,a) 하이드로겔 고분자를 구성하는 반복 단위를 관능기(functional group) 별로 분리하여 특정하는 단계;b) 상기 특정된 관능기 각각에 대하여 실험적으로 측정된 반 데르 발스(van der Waals) 체적에 근거하여 하기 수학식 9에 따라 가교점 간의 탄성 활성 사슬의 평균 수(average number of elastically active chains between cross-linking sites; )를 결정하는 단계, [수학식 9]상기 식에서, 는 하이드로겔 내부의 가교제(cross-linker)의 몰 분율이고, 및 는 각각 하이드로겔 고분자의 반복 단위 및 용매의 반 데르 발스 체적임;c) 상기 특정된 관능기 각각에 대하여 실험적으로 구한 ε*, δε*, δεH 및 δεS에 근거하여 그룹 기여법을 적용함으로써 에너지 파라미터로서 를 하기 수학식 7에 의하여 결정하는 단계,[수학식 7] 상기 식에서, ε* 및 δε*은 각각 일반적인 상호 작용 및 특정 상호 작용에 대한 에너지 파라미터이고, 위첨자 "H" 및 "S"는 각각 엔탈피 기여 및 엔트로피 기여를 지시함; 및상기 결정된 및 를, 하이드로겔 네트워크 내부에서의 용매의 화학적 포텐셜에 대한 하기 수학식 10에 대입하여 고정된 온도(T)에서 팽윤 상태에 있는 하이드로겔의 체적 분율(φg)을 구함으로써 팽윤도(swelling ratio; 1/φg)를 산출하는 단계,[수학식 10]상기 식에서, 는 보편적 파라미터(universal parameter)로서 0
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염-함유 하이드로겔의 팽윤 거동을 예측하는 방법으로서,a) 염-함유 하이드로겔 고분자를 구성하는 반복 단위를 관능기(functional group) 별로 분리하여 특정하는 단계;b) 상기 특정된 관능기 각각에 대하여 실험적으로 측정된 반 데르 발스(van der Waals) 체적에 근거하여 하기 수학식 9에 따라 가교점 간의 탄성 활성 사슬의 평균 수(average number of elastically active chains between cross-linking sites; )를 결정하는 단계, [수학식 9]상기 식에서, 는 하이드로겔 내부의 가교제(cross-linker)의 몰 분율이고, 및 는 각각 하이드로겔 고분자의 반복 단위 및 용매의 반 데르 발스 체적임;c) 상기 특정된 관능기 각각에 대하여 실험적으로 구한 ε*, δε*, δεH 및 δεS에 근거하여 그룹 기여법을 적용함으로써 에너지 파라미터로서 를 하기 수학식 15에 의하여 결정하는 단계,[수학식 15] 상기 식에서, ε* 및 δε*은 각각 일반적인 상호 작용 및 특정 상호 작용에 대한 에너지 파라미터이고, δεsalt/k는 염-특이적(specific) 상호작용 파라미터이며, C는 mol/L 단위의 염 농도이고, 그리고 위첨자 "H" 및 "S"는 각각 엔탈피 기여 및 엔트로피 기여를 지시함; 및상기 결정된 및 를, 하이드로겔 네트워크 내부에서의 용매의 화학적 포텐셜에 대한 하기 수학식 10에 대입하여 고정된 온도(T)에서 팽윤 상태에 있는 하이드로겔의 체적 분율(φg)을 구함으로써 팽윤도(swelling ratio; 1/φg)를 산출하는 단계,[수학식 10]상기 식에서, 는 보편적 파라미터(universal parameter)로서 0
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제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 ε*, δε*, δεH 및 δεS 각각은 상기 하이드로겔 고분자가 단일중합체인 경우에는 하기 수학식 11 및 13에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법:[수학식 11] 상기 식에서, Vi는 분자 i의 체적이고, 는 분자 i 내 관능기(k)의 수이고, 그리고 는 관능기(k)의 체적임,[수학식 13]상기 식에서, θk는 하이드로겔 단일 중합체 내 관능기(k)의 체적 분율임
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제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 ε*, δε*, δεH 및 δεS 각각은 상기 하이드로겔 고분자가 공중합체인 경우에는 하기 수학식 11 및 14에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법:[수학식 11] 상기 식에서, Vi는 분자 i의 체적이고, 는 분자 i 내 관능기(k)의 수이고, 그리고 는 관능기(k)의 체적임,[수학식 14]상기 식에서, xi는 하이드로겔 공중합체 내 단량체 i의 몰 분율이고, 는 단량체 i 내 관능기(k)의 체적 분율임
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제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하이드로겔은 비이온성 하이드로겔인 것을 특징으로 하는 방법
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제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용매는 물이고, 이때 는 11
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삭제
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제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하이드로겔 고분자는 단일중합체 또는 공중합체인 것을 특징으로 하는 방법
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제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하이드로겔 고분자는 단량체를 가교제의 첨가 하에 중합 반응시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 방법
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제9항에 있어서, 상기 단량체는 N-부틸(메타)아크릴레이트(N-butyl(meth)acrylate), 메틸(메타)아크릴레이트(methyl(meth)acrylate), 에틸(메타)아크릴레이트(ethyl(meth)acrylate), 아이소보닐(메타)아크릴레이트(isobornyl(meth)acrylate), 사이클로헥실(메타)아크릴레이트(cyclohexyl(meth)acrylate), 하이드록시에틸 아크릴레이트(hydroxyethyl acrylate), 하이드록시에틸 메타아크릴레이트(hydroxyethyl methacrylate), 하이드록시프로필 아크릴레이트(hydroxypropyl acrylate), 하이드록시프로필 메타아크릴레이트(hydroxypropyl methacrylate), 하이드록시부틸 아크릴레이트(hydroxybutyl acrylate), 2-(2-메톡시에톡시)에틸 메타크릴레이트(2-(2-methoxyethoxy)ethyl methacrylate), N-(2-하이드록시에틸)아크릴 아미드(N-(2-hydroxyethyl) acrylamide), N-메틸아크릴아미드(N-methyl acrylamide), N-이소프로필아크릴아미드(N-isopropylacrylamide), N-tert-부틸아크릴아미드(N-tert-butylacrylamide, N,N-디메틸아크릴아미드(NDMA), N,N-디에틸아크릴아미드(NDMA), N-부톡시메틸아크릴아미드(Nbutoxymethyl acrylamide), N-메톡시메틸아크릴아미드(N-methoxymethyl acrylamide),, N-메톡시이소프로필아크릴아미드(N-methoxyisopropyl acrylamide), N-사이클로프로필아크릴아미드(N-cyclopropylacrylamide), 에틸-N-아크릴오일글리신(ethyl-N-acryloylglycin), 비닐카프로락탐(vinylcaprolactam), N-메톡시메틸메타크릴아미드(N-methoxymethyl methacrylamide), 2-아크릴아미도글리콜산(2-acrylamidoglycolic acid) 또는 2-카복시에틸 아크릴레이트(2-carboxyethyl acrylate), 2-하이드록시-5-메톡시아세토페논(2-hydroxy-5-methoxyacetophenone), 2-하이드록시에틸다이설파이드(2-hydroxyethyl disulfide) 또는 이의 조합인 것을 특징으로 하는 방법
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제8항에 있어서, 상기 하이드로겔을 구성하는 고분자는 PNIPA(Poly(N-isopropylacrylamide)), PNIPMA(Poly(N-isopropylmethacrylate)), PNNPAM(Poly(N,N-propylacrylamide)), PMEO2MA(Poly(2-(2-methoxyethoxy)ethyl methacrylate)), PNMIPA(Poly(N-2-methoxyisopropylacrylamide)), PNDEA(Poly(N,N-diethylacrylamide)), PNDMA(Poly(N,N-dimethylacrylamide)), PENAG(Poly(ethyl N-acryloylglycin)), PVCL(Poly(vinylcaprolactam)), PNTBA(Poly(N-tert-butylacrylamide)), PNCPA(Poly(N-cycloproplyacrylamide)) 및 PHEMA(Poly(hydroxyethl)methacrylate), P(NIPA-co-NTBA), P(NIPA-co-HEMA), P(NIPA-co-ENAG), P(NIPA-co-NDMA) 또는 이의 조합인 것을 특징으로 하는 방법
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제9항에 있어서, 상기 하이드로겔 고분자를 구성하는 전체 단량체에 대한 가교제의 함량은 0
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제1항에 있어서, 상기 하이드로겔은 입자 상 하이드로겔이고, 상기 입자 상 하이드로겔의 입자 사이즈는 100 내지 8000 ㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 방법
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제2항에 있어서, 상기 하이드로겔은 벌크 상 하이드로겔인 것을 특징으로 하는 방법
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제2항에 있어서, 상기 염은 나트륨염, 암모늄염, 칼륨염, 리튬염 또는 이의 조합인 것을 특징으로 하는 방법
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제15항에 있어서, 상기 하이드로겔 고분자 내에 염은 3 M까지 혼입되는 것을 특징으로 하는 방법
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제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하이드로겔의 흡수능(absorption capacity)은, 수계 매질에 대하여 적어도 10 g/g인 것을 특징으로 하는 방법
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