高强度物理交联双网络水凝胶的3D成型与智能形变研究

发布时间：2021-04-07 20:05

　　智能形变水凝胶是一类智能材料,能感知外部刺激,在外界环境（温度、溶液、光等）刺激下,主动做出响应,使自身形状改变。此环境响应性使其在生物医用、智能设备等领域有着广阔的应用前景。近年来,研究人员通过组合法、光刻法制备了厚度或平面梯度的水凝胶已经实现了多种智能形变。但组合法制备的厚度梯度引起的弯曲形变方向是特定的;而光刻法制备的平面梯度结构涉及两种水凝胶复合聚合,聚合过程复杂,且力学性能普遍较差。针对以上问题,此论文从分子结构设计,优选富含羧基的高分子为原料,使水凝胶拥有优异的力学性能且易于3D成型,首先提出模板交联法对同一块水凝胶进行合理的区域性交联,得到图案化的平面梯度结构水凝胶,在环境刺激下,由区域性的溶胀差产生内应力,驱使水凝胶发生形变。且利用3D打印技术制备精细复杂梯度结构水凝胶,通过环境刺激实现4D打印材料。（1）以天然高分子海藻酸钠（SA）为一重网络,丙烯酰胺（AAm）与丙烯酸（AAc）的共聚物为一重网络制备了SA/P（AAm-co-AAc）水凝胶,通过浸泡Fe³⁺溶液,得到离子双交联的SA/P（AAm-co-AAc）/Fe³⁺水凝... 

【文章来源】：湖北工业大学湖北省

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

水凝胶网络示意图

（a）组合纳米复合水凝胶的制备（b）组合纳米复合水凝胶作为操纵器致动捕获和运输物体

（a）双层水凝胶受pH响应性的可逆弯曲及三维形变（b）宏观各向异性聚合物水凝胶（MA-SPH）的pH响应的荧光颜色变化及响应机理

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于银纳米线/PDMS微结构复合电介质的柔性透明电容式压力传感器及其在穿戴式触摸键盘的应用（英文）[J]. 史瑞龙,娄正,陈帅,沈国震.  Science China Materials. 2018(12)
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[3]各向异性水凝胶的制备方法及性质研究[J]. 何晓燕,刘利琴,王萌,张彩芸,张云雷,王敏慧.  化学进展. 2017(06)
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博士论文
[1]刺激响应性高分子水凝胶的制备、研究及其在生物医药和电子器件中的应用[D]. 黄海龙.华东师范大学 2018
[2]抗生物污损水凝胶的设计与应用研究[D]. 姜道义.中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所) 2017
[3]刺激响应水凝胶的模块组装及其复杂形变[D]. 马春新.浙江大学 2015



本文编号：3124109