Pickering乳液制备Janus纳米复合材料及其在自修复水凝胶中的应用
发布时间：2021-12-24 01:44
自修复纳米复合水凝胶利用纳米材料优异的机械强度和较大的比表面积使水凝胶兼具突出的自我愈合性能,机械强度以及生物相容性。Janus纳米材料作为具有独特形貌或理化性质的各向异性型功能材料,其在自修复纳米复合水凝胶中的应用成为我们关注的焦点。本论文,以发展可设计Janus纳米复合材料的Pickering乳液法为基础,利用水包油的Pickering乳液体系制备了多种二氧化硅（SiO2）基Janus复合纳米片,将其复合于聚合物网络之中成功制备了Janus纳米复合自修复水凝胶。Janus纳米材料的独特结构使所设计的纳米复合水凝胶实现了多种可逆非共价键的协同统一,从而具有杰出的自愈合性能。具体内容由以下三部分组成:1.水包油型Pickering乳液下原子转移自由基聚合（ATRP）新型方法学研究。利用纳米材料为乳化剂,发展具有较好稳定和“活性”/可控性能的Pickering乳液体系是当前研究的热点之一。通过三乙胺（TEA）与去离子水的混合溶液作为水相,曙红Y、2-溴异丁酸乙酯（EBi B）以及甲基丙烯酸甲酯（MMA）的混合物作为油相,利用纤维素纳米晶（CNCs）、SiO...
【文章来源】：鲁东大学山东省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（A）Poly(NIPAM-co-β-CD)与poly(NIPAM-co-β-CD)/CNT/PPY水凝胶的制备示意图[17]
鲁东大学硕士学位论文3图1.2Zwitterionic水凝胶的制备示意图[19]Figure1.2Preparationschematicofzwitterionichydrogel[19]由于金属配体（M-L）络合物的热力学和动力学参数具有宽的调节范围，使得M-L络合物水凝胶的机械性能高度可调。此外，M-L相互作用对水分的敏感性较低，有利于其在自修复水凝胶制备方面的应用。Guan等人（图1.3）报道了一种基于动态金属-配体（锌-咪唑）相互作用的自修复聚合物材料[20]。可以通过改变主链/刷聚合度、刷密度以及配体/金属比来调节材料的机械性能与自修复性能。所制备的自修复聚合物材料在没有外界因素干扰的环境条件下展现出优异的自愈合性能。随着研究人员对蓝贻贝以及其他海洋生物出色水下附着力的深入了解，功能性新材料不断被设计与开发。贻贝类生物可通过多酚（例如3,4-二羟基苯基丙氨酸）强力地附着于礁石表面。儿茶酚及其类似物可在碱性条件下进行氧化共价交联，并参与配位化学。以贻贝化学为灵感，基于可逆儿茶酚基团-金属配位作用的水凝胶，由于其优异的自修复性能、粘弹性、粘合性以及pH响应性引起了研究者们的广泛关注[21-24]。Birkedal等人通过将儿茶酚基团衍生物（丹宁酸）添加到1-（2"-羧乙基）-2-甲基-3-羟基-4-吡啶酮与三价金属离子通过配位作用所构建的水凝胶网络之中，制备得到机械强度可调的自修复水凝胶（图1.4）。可通过改变双交联网络水凝胶的pH值来调节其机械强度，在pH~9时水凝胶具有最大的机械强度（~434kPa）[25]。图1.3基于动态金属-配位作用水凝胶的自修复机理图[20]Figure1.3Self-healingmechanismschematicofhydrogelbasedondynamicmetalligand[20]
鲁东大学硕士学位论文3图1.2Zwitterionic水凝胶的制备示意图[19]Figure1.2Preparationschematicofzwitterionichydrogel[19]由于金属配体（M-L）络合物的热力学和动力学参数具有宽的调节范围，使得M-L络合物水凝胶的机械性能高度可调。此外，M-L相互作用对水分的敏感性较低，有利于其在自修复水凝胶制备方面的应用。Guan等人（图1.3）报道了一种基于动态金属-配体（锌-咪唑）相互作用的自修复聚合物材料[20]。可以通过改变主链/刷聚合度、刷密度以及配体/金属比来调节材料的机械性能与自修复性能。所制备的自修复聚合物材料在没有外界因素干扰的环境条件下展现出优异的自愈合性能。随着研究人员对蓝贻贝以及其他海洋生物出色水下附着力的深入了解，功能性新材料不断被设计与开发。贻贝类生物可通过多酚（例如3,4-二羟基苯基丙氨酸）强力地附着于礁石表面。儿茶酚及其类似物可在碱性条件下进行氧化共价交联，并参与配位化学。以贻贝化学为灵感，基于可逆儿茶酚基团-金属配位作用的水凝胶，由于其优异的自修复性能、粘弹性、粘合性以及pH响应性引起了研究者们的广泛关注[21-24]。Birkedal等人通过将儿茶酚基团衍生物（丹宁酸）添加到1-（2"-羧乙基）-2-甲基-3-羟基-4-吡啶酮与三价金属离子通过配位作用所构建的水凝胶网络之中，制备得到机械强度可调的自修复水凝胶（图1.4）。可通过改变双交联网络水凝胶的pH值来调节其机械强度，在pH~9时水凝胶具有最大的机械强度（~434kPa）[25]。图1.3基于动态金属-配位作用水凝胶的自修复机理图[20]Figure1.3Self-healingmechanismschematicofhydrogelbasedondynamicmetalligand[20]
本文编号：3549586
【文章来源】：鲁东大学山东省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（A）Poly(NIPAM-co-β-CD)与poly(NIPAM-co-β-CD)/CNT/PPY水凝胶的制备示意图[17]
鲁东大学硕士学位论文3图1.2Zwitterionic水凝胶的制备示意图[19]Figure1.2Preparationschematicofzwitterionichydrogel[19]由于金属配体（M-L）络合物的热力学和动力学参数具有宽的调节范围，使得M-L络合物水凝胶的机械性能高度可调。此外，M-L相互作用对水分的敏感性较低，有利于其在自修复水凝胶制备方面的应用。Guan等人（图1.3）报道了一种基于动态金属-配体（锌-咪唑）相互作用的自修复聚合物材料[20]。可以通过改变主链/刷聚合度、刷密度以及配体/金属比来调节材料的机械性能与自修复性能。所制备的自修复聚合物材料在没有外界因素干扰的环境条件下展现出优异的自愈合性能。随着研究人员对蓝贻贝以及其他海洋生物出色水下附着力的深入了解，功能性新材料不断被设计与开发。贻贝类生物可通过多酚（例如3,4-二羟基苯基丙氨酸）强力地附着于礁石表面。儿茶酚及其类似物可在碱性条件下进行氧化共价交联，并参与配位化学。以贻贝化学为灵感，基于可逆儿茶酚基团-金属配位作用的水凝胶，由于其优异的自修复性能、粘弹性、粘合性以及pH响应性引起了研究者们的广泛关注[21-24]。Birkedal等人通过将儿茶酚基团衍生物（丹宁酸）添加到1-（2"-羧乙基）-2-甲基-3-羟基-4-吡啶酮与三价金属离子通过配位作用所构建的水凝胶网络之中，制备得到机械强度可调的自修复水凝胶（图1.4）。可通过改变双交联网络水凝胶的pH值来调节其机械强度，在pH~9时水凝胶具有最大的机械强度（~434kPa）[25]。图1.3基于动态金属-配位作用水凝胶的自修复机理图[20]Figure1.3Self-healingmechanismschematicofhydrogelbasedondynamicmetalligand[20]
鲁东大学硕士学位论文3图1.2Zwitterionic水凝胶的制备示意图[19]Figure1.2Preparationschematicofzwitterionichydrogel[19]由于金属配体（M-L）络合物的热力学和动力学参数具有宽的调节范围，使得M-L络合物水凝胶的机械性能高度可调。此外，M-L相互作用对水分的敏感性较低，有利于其在自修复水凝胶制备方面的应用。Guan等人（图1.3）报道了一种基于动态金属-配体（锌-咪唑）相互作用的自修复聚合物材料[20]。可以通过改变主链/刷聚合度、刷密度以及配体/金属比来调节材料的机械性能与自修复性能。所制备的自修复聚合物材料在没有外界因素干扰的环境条件下展现出优异的自愈合性能。随着研究人员对蓝贻贝以及其他海洋生物出色水下附着力的深入了解，功能性新材料不断被设计与开发。贻贝类生物可通过多酚（例如3,4-二羟基苯基丙氨酸）强力地附着于礁石表面。儿茶酚及其类似物可在碱性条件下进行氧化共价交联，并参与配位化学。以贻贝化学为灵感，基于可逆儿茶酚基团-金属配位作用的水凝胶，由于其优异的自修复性能、粘弹性、粘合性以及pH响应性引起了研究者们的广泛关注[21-24]。Birkedal等人通过将儿茶酚基团衍生物（丹宁酸）添加到1-（2"-羧乙基）-2-甲基-3-羟基-4-吡啶酮与三价金属离子通过配位作用所构建的水凝胶网络之中，制备得到机械强度可调的自修复水凝胶（图1.4）。可通过改变双交联网络水凝胶的pH值来调节其机械强度，在pH~9时水凝胶具有最大的机械强度（~434kPa）[25]。图1.3基于动态金属-配位作用水凝胶的自修复机理图[20]Figure1.3Self-healingmechanismschematicofhydrogelbasedondynamicmetalligand[20]
本文编号：3549586
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