功能化快速自愈合水凝胶的制备及其研究

发布时间：2025-01-04 07:45

　　水凝胶是一种具有独特三维网络结构的高分子材料,因具有良好的生物相容性、对环境的敏感性以及丰富的来源、低廉的价格等特性,水凝胶成了近年学者们研究的热点,并被广泛应用于医疗、化工和制药等多个领域。然而,传统水凝胶在应用过程中难免受到不可逆的破坏,被破坏后水凝胶将无法使用。此外,传统水凝胶的高分子基体也导致了绝大部分水凝胶无法导电,因此大大限制了水凝胶在柔性电子器件中的应用。除高分子基体外,水作为水凝胶的另一重要组成部分也存在着低温下会失去弹性的弊端,这也限制了水凝胶的应用。针对以上传统水凝胶的弊端,我们对水凝胶进行了改进,制备以一种具有耐寒和导电特性的快速自愈合水凝胶。为制备快速自愈合水凝胶,对海藻酸钠进行了接枝改性,将间氨基苯硼酸接枝到海藻酸钠分子上,基于动态化学键的自愈合机理,利用聚乙烯醇（PVA）溶液与改性海藻酸钠溶液制备了快速自愈合水凝胶(Alg-B（OH）₂)。此水凝胶被破坏后可在30 s左右实现自愈合,随着改性海藻酸钠含量的增加水凝胶的力学性能也有小幅的提升,水凝胶的弹性模量从3.0×10～3 Pa增加到9.8×10～3 Pa。为了赋予水凝胶导电性,在水凝胶...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 自愈合水凝胶的机理
        1.2.1 动态共价键
        1.2.2 氢键
        1.2.3 离子键
        1.2.4 主-客体相互作用
        1.2.5 疏水相互作用
    1.3 自愈合水凝胶的功能化
        1.3.1 强韧自愈合水凝胶
        1.3.2 导电自愈合水凝胶
        1.3.3 耐寒自愈合水凝胶
        1.3.4 刺激响应自愈合水凝胶
    1.4 自愈合水凝胶研究进展
    1.5 论文的选题及研究内容
第2章 快速自愈合水凝胶的制备与表征
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验仪器与设备
        2.2.3 自愈合水凝胶的制备
        2.2.4 不同组分水凝胶的制备
    2.3 测试与表征
        2.3.1 红外光谱(FTIR)分析
        2.3.2 核磁共振(¹H-NMR)分析
        2.3.3 光学显微表征
        2.3.4 流变测试
        2.3.5 SEM表征
        2.3.6 剥离力测试
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 苯硼酸接枝海藻酸钠的FTIR分析
        2.4.2 苯硼酸接枝海藻酸钠的¹H-NMR分析
        2.4.3 水凝胶的宏观自愈合表征
        2.4.4 水凝胶的流变分析
    2.5 本章小结
第3章 导电自愈合水凝胶的制备与表征
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验仪器与设备
        3.2.3 导电自愈合水凝胶的制备及表征
    3.3 测试与表征
        3.3.1 流变性能测试
        3.3.2 电导率测试
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 导电自愈合水凝胶的流变表征
        3.4.2 导电自愈合水凝胶的电导率分析
        3.4.3 导电自愈合水凝胶的应用表征
    3.5 本章小结
第4章 耐寒性自愈合水凝胶的制备与表征
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 实验仪器与设备
        4.2.3 耐寒水凝胶的制备
    4.3 测试与表征
        4.3.1 流变测试
        4.3.2 DSC测试
        4.3.3 电导率测试
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 耐寒导电自愈合水凝胶的流变表征
        4.4.2 耐寒导电自愈合水凝胶的宏观耐寒性表征
        4.4.3 耐寒导电自愈合水凝胶的DSC分析
        4.4.4 耐寒导电自愈合水凝胶的电导率分析
    4.5 本章小结
第5章 结论
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果



本文编号：4023131