超分子水凝胶的构筑及性能研究

发布时间：2021-02-20 05:19

　　超分子水凝胶是凝胶因子通过氢键、静电、金属配位、π-π堆叠、主客体作用等非共价相互作用形成微观网络结构,固定水分子形成的。由于非共价作用的瞬态可逆的特点,该类凝胶一般具有良好的动态可逆、刺激响应性,在自愈合材料、形状记忆材料、生物医药等方面具有良好的应用前景。超分子凝胶材料可以通过定制不同的相互作用来实现不同力学性质,满足不同的应用需求。超分子水凝胶的构筑基元分为小分子凝胶因子和聚合物分子,根据构筑基元种类的不同形成水凝胶的性质及特点也各有不同。本文分别利用脱氧胆酸钠、单磷酸鸟苷钠等小分子和聚赖氨酸、聚乙二醇等聚合物,通过氢键、静电相互作用和基于葫芦脲的主客体作用构筑了不同的水凝胶体系。我们探究了在不同驱动力下凝胶的构筑机理、性质特点,更加深入系统地理解超分子水凝胶的凝胶化机理及性质规律,同时拓展了超分子水凝胶的功能性应用。本文主要包括以下六个部分:第一章,介绍了超分子水凝胶的概念、分类及各种非共价作用在超分子水凝胶构筑中的作用,特别是基于葫芦脲的主客体作用在凝胶构筑中的应用;总结了超分子水凝胶的性质特点及应用;最后概述了本文的研究内容及意义。第二章,以脱氧胆酸盐为小分子凝胶因子,通过... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：183 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１非共价作用的示意图［４］

山东大学博上学位论文??ａ?ｐｏｌｙｍｅｒ?ｃｈａｉｎ?Ｋ?ｐｏｌｙｍｅｒ?ｃｈａｉｎ?ｐ?ｓｕｐｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｎｏｎ－ｃｏｖａｌｅｎｔ??＾?Ｕ?＾?ｎａｎｏｆｉｂｅｒ?ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ??ｉ?ｉ?ｉ??翁拿蠢＾??ｎ＝＝?＝＝ｔ??ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ?ｈｙｄｒｏｇｅｌ?ｓｕｐｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ?ｈｙｄｒｏｇｅｌ?ｓｕｐｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｈｙｄｒｏｇｅｌ??图１－２?（ａ）通过共价相互作用交联的聚合物水凝胶，（ｂ）通过非共价相互作用??交联的超分子聚合物水凝胶，（ｃ）基于小分子的超分子水凝胶的示意图［５］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?（ａ）?ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ?ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ?ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ?ｂｙ?ｃｏｖａｌｅｎｔ??ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ，?（ｂ）?ｓｕｐｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ?ｈｙｄｒｏｇｅｌ?ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ?ｂｙ?ｎｏｎ－ｃｏｖａｌｅｎｔ??ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ，?ａｎｄ?（ｃ）?ｓｕｐｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｈｙｄｒｏｇｅｌ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ｓｍａｌｌ?ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ?［５ｌ??超分子水凝胶一般由大分子或小分子通过多种弱相互作用驱动形成。这些弱??相互作用是相对于强的化学键来说的，主要包括氢键、静电、配位、疏水作用、??范德华力、空间位阻和７１－７１堆积作用和主客体作用等。由于非共价作用的瞬时和??可逆性，与传统聚合物凝胶相比，超分子凝胶具有良好的可逆性和刺激响应性。??目前报道的凝胶对外界刺激的响应类型有ｐＨ、温度、光、氧化还原、酶等［６］。??由于超分

二是将氢键单元直接嵌入聚合物主链中（图??ｌ－３ｂ），二聚的氢键单元起到动态交联作用［１“１２］。体系设计上包括：氢键单元的??选择、间隔基的选择和长度、亲水链长度。氢键单元的选择决定了不同的动力学??和热力学参数，影响材料的机械性能。间隔基的长度影响水凝胶的结晶度和对溶??剂的屏蔽程度。亲水链的长度可以描述链的柔韧性和聚合物的交联比例。??？?Ｈｙｄｒｏｇｅｎ?Ｂｏｎｄ？ｎｇ?ｍ?Ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ?Ｓｐａｃｅｒ?？＊－＊＂＿一?ＨｙｄｆＯｆ＾ｌｌｉｃ?Ｂａｃｋｂｏｎｅ??图１－３通过氢键相互作用形成的两种水凝胶的示意图［１３］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｗｏ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ?ｆｏｒｍｅｄ?ｔｈｒｏｕｇｈ?ｈｙｄｒｏｇｅｎ??ｂｏｎｄｉｎｇ?ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ?［丨３］．??３??

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3042286