强韧型聚丙烯酰胺水凝胶及其宏观自组装研究

发布时间：2017-12-05 05:07

  本文关键词：强韧型聚丙烯酰胺水凝胶及其宏观自组装研究

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【摘要】：水凝胶由于其高含水量、较好的弹性和良好的生物相容性在诸如生物医药、催化剂、传感器等日常的生产生活中有着广泛的应用。但是较差的机械性能大大的限制了水凝胶的应用,许多科研人员致力于制备具有较高机械性能的强韧水凝胶。但是随着水凝胶的应用越来越广泛,单纯的提高水凝胶的机械性能已经远远不能满足实际的使用要求。因此制备智能型强韧性水凝胶具有十分重要的意义。虽然诸如滑动环水凝胶、双网络水凝胶、有机-无机纳米粒子水凝胶、大分子微球复合水凝胶、四臂水凝胶、疏水缔合水凝胶等水凝胶有优异的机械性能,然而一旦这些水凝胶上有一个很小的缺口或者裂缝,在拉力的作用下水凝胶会迅速的沿着缺口断裂,其力学强度也会显著下降。水凝胶对缺口如此敏感降低了其在实际应用中的可持续性和可靠性。在本论文中,我们通过氧化还原引发体系快速制备了一种高强缺口不敏感性疏水缔合水凝;这种水凝胶是通过丙烯酰胺(AAm)和疏水基团之间自由基共聚合形成的。通过这种方式制备的水凝胶的交联点是由动态的疏水缔合作用和金属络合作用形成的。这种水凝胶有显著的缺口不敏感性,其拉伸强度也可以达到675 KPa。对高强水凝胶的研究扩大了水凝胶的应用范围,然而大多数人工制备的高强水凝胶都没有粘性,不能和其他材料粘合。在实际应用中,很多情况下都要求水凝胶具有一定的粘性,可以和其他材料粘合。虽然现在有一些粘性水凝胶已经被用于生物医药领域,但是大多数粘性水凝胶机械性能都比较差。这使得这些粘性水凝胶使用寿命都比较短,所以制备粘性强韧水凝胶是十分必要的。在本论文中,我们分别制备了聚丙烯酰胺(PAAm)水凝胶和聚丙烯酸(PAAc)水凝胶,虽然PAAm水凝胶和PAAc水凝胶本身没有自愈合性,但是两种水凝胶之间可以通过分子间自组装作用形成氢键而粘合到一起。此外,我们在PAAm和PAAc水凝胶中加入一些疏水基团,通过疏水缔合作用增韧水凝胶,使得水凝胶有粘性的同时还具有较好的机械性能。
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O648.17

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