發(fā)布時間：2020-10-26 00:19

　　 水凝膠是一種由親水性聚合物在水中發(fā)生化學交聯(lián)或物理交聯(lián)后形成的具有三維網絡結構的高分子軟材料。由于水凝膠良好的生物相容性,它能被應用到很多領域,比如組織工程、藥物釋控、軟電子等領域。傳統(tǒng)水凝膠缺乏力學強度差、交聯(lián)作用永久性破壞、功能性高分子原料的合成與利用較少,這都極大地限制了水凝膠的應用。近年來,水凝膠理化性質的研究及應用得到了迅猛的發(fā)展。本文基于硼酸酯鍵、氫鍵這兩種弱可逆相互作用制備了兩種自愈合水凝膠,具體的研究內容如下:使用帶有雙鍵和硼酸基團的3-丙烯酰胺基苯硼酸(AAPBA)、丙烯酰胺(AM)和羥丙基瓜爾膠(HPG)通過光引發(fā)共聚法制備了自愈合水凝膠。體系中AAPBA與AM形成共聚高分子鏈,AAPBA的硼酸基團與HPG大分子鏈上的順式二醇形成硼酸酯鍵,從而形成穩(wěn)定的交聯(lián)網絡。通過改變單體的含量、體系pH,調節(jié)水凝膠的優(yōu)異的力學性能。通過表征和測試結果,解釋了水凝膠在拉伸測試中的屈服現(xiàn)象以及水凝膠網絡交聯(lián)方式的變化原因。水凝膠的網絡由硼酸酯鍵和氫鍵構建而成,它們均具有可逆性,賦予了凝膠一定的愈合能力。從之前的工作總結和相關文獻報道中可以知道,并不是硼酸酯鍵的運用都能給水凝膠體系帶來完全的自修復能力。苯硼酸作為單體使用時,其產生的氫鍵強度不可忽視。因此我們進一步探索基于苯硼酸的水凝膠的特性。第二個實驗中,我們用堿溶液溶解苯硼酸和丙烯酰胺,成功制備了具有葡萄糖響應的自愈合水凝膠P(AM-coAAPBA)。通過對水凝膠的宏觀力學性能測試以及微觀結構表征的結果分析,得到了水凝膠由氫鍵和B-N相互作用交聯(lián)而成。氨基和硼酸基團之間的可逆的氫鍵作用賦予了水凝膠良好的自愈合性能。通過熒光檢測,水凝膠還具有葡萄糖敏感性。
【學位單位】：長春工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TQ427.26
【部分圖文】：

]。1 非共價鍵交聯(lián)的自愈合水凝膠1、氫鍵氫鍵在兩個極性基團（即含氫原子和高電負性原子如氮、氧、氟的基團）之間產與共價鍵或離子鍵相比，氫鍵較弱，但是多重氫鍵的協(xié)同相互作用可有效地提高能，用于制備穩(wěn)定且自愈的水凝膠。例如，聚（乙烯醇）（PVA）含有許多羥基，成分子間氫鍵。研究們采用經典的冷凍和解凍 PVA 溶液的方法使 PVA 形成微晶氫鍵交聯(lián)聚合物鏈，得到水凝膠的網絡[19,39–41]。PVA 水凝膠愈合 48 h 后，水凝以恢復到其初始拉伸強度的 72%[19]。周立等將磁性氧化鐵顆粒添加到物理交聯(lián)VA 網絡中制備了超順磁性和自修復雙功能的復合水凝膠（圖 1-1）[20]。磁性氧化粒的添加影響了 ms-PVA 水凝膠的自愈合性能，這是因為它對復合水凝膠的交聯(lián)有影響。當 Fe3O4顆粒含量從 2.5%增加到 5%時，水凝膠表現(xiàn)出最佳的自愈強度愈合效率。

第 1 章 緒 論順磁顆粒 Fe3O4和外加磁場產生磁熱效應誘導了超分子的快速組裝。超分子凝膠強度為 1.25 105Pa，顯示出自愈合性質，愈合效率為 95%。當施加外部磁刺激磁感應在超分子組裝和磁誘導愈合之間建立了聯(lián)系，水凝膠在截面區(qū)域中的無定動，顯著地加速了愈合。

3圖 1-3 聚離子復合（PIC）水凝膠的制備方法混合帶有相反電荷的單體或聚合物，通過離子間的靜電吸引可形成離子鍵。離子凝膠的自愈效率取決于自由離子遷移和聚合物的未交聯(lián)部分的遷移率。龔劍萍等帶有相反電荷的聚電解質制備了具有高強度的自愈合水凝膠，如圖 1-3，兩性電
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本文編號：2856191