ATRP表面改性制备聚合物杂化材料及其在自修复水凝胶中的应用

发布时间：2023-03-01 19:16

　　水凝胶是一种3D网络结构中包含大量水的软质材料。由于它的仿生性质和出色的生物相容性,已广泛用于生物,化工,农业及其他领域。然而,这些水凝胶在使用过程中可能会出现结构退化、功能失效等问题。受生物体自愈行为的启发,自修复水凝胶(Self-healing hydrogels)被设计开发。自修复水凝胶可以在受损后实现自身结构和功能的恢复,但传统自修复水凝胶却存在着机械强度低,韧性差等问题。本文利用“原子转移自由基聚合”(Atom transfer radical polymerization,ATRP)和“贻贝启发化学”(Mussel inspired chemistry)等绿色改性方法制备了纳米复合材料。通过在纳米粒子表面接枝聚合物链,改善了纳米粒子与聚合物之间的相容性。将其植入到以聚丙烯酸(PAA)为基材的水凝胶中得到了具有高修复能力与高机械强度的自修复水凝胶,实现了自修复水凝胶优异修复能力与力学性能的有机统一。本论文内容主要分为以下三部分:1.通过表面引发的原子转移自由基聚合(Surface initiated-atom transfer radical polymerization,S...

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致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 自修复水凝胶
    1.2 自修复机制
    1.3 纳米复合水凝胶
    1.4 纳米复合材料的制备方法
    1.5 论文的创新点及主要内容
        1.5.1 论文的创新点
        1.5.2 论文的主要内容
第2章 通过表面引发的ATRP和光催化改性制备的自修复且坚韧的GO基水凝胶
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 通过表面引发的原子转移自由基聚合(SI-ATRP)制备GO@PAN
        2.2.4 GO@PHPy及自修复纳米复合水凝胶的制备
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 基于GO的聚合物杂化材料(GO@PHPy)的制备及TEM分析
        2.3.2 GO@PHPy的 FT-IR及 Raman分析
        2.3.3 GO@PHPy的 XPS表征分析
        2.3.4 自修复纳米复合水凝胶的修复性能及力学性能分析
        2.3.5 自修复纳米复合水凝胶的流变分析
    2.4 本章小结
第3章 贻贝启发化学和PET-ATRP技术用于自修复纳米复合水凝胶的多孔碳表面工程
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂和仪器
        3.2.2 PCNs@PDA微胶囊的制备
        3.2.3 PCNs@PDA-Br大分子引发剂的合成
        3.2.4 通过PET-ATRP合成PCNs@PDA-P4VP微胶囊
        3.2.5 双重自修复纳米复合水凝胶的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 表面功能化微胶囊的制备及形貌分析
        3.3.2 表面功能化微胶囊的XPS分析
        3.3.3 表面功能化微胶囊的FT-IR及 TGA分析
        3.3.4 双重自修复纳米复合水凝胶的凝胶化过程及溶胀学分析
        3.3.5 双重自修复纳米复合水凝胶的修复性能及力学性能分析
    3.4 本章小结
第4章 寒冷环境下的坚韧和双重自我修复的纳米复合水凝胶
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂和仪器
        4.2.2 表面功能化微胶囊的制备
        4.2.3 低温双重自修复纳米复合水凝胶的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 表面功能化微胶囊的SEM及 TEM分析
        4.3.2 表面功能化微胶囊的XPS分析
        4.3.3 表面功能化微胶囊的FT-IR及 TGA分析
        4.3.4 低温双重自修复纳米复合水凝胶的修复性能及力学性能分析
    4.4 本章小结
第5章 结论
参考文献
作者简历



本文编号：3752082