【摘要】：水凝膠以自己獨特的優(yōu)勢越來越吸引人們的注意。由于其含有大量的水賦予了水凝膠超高的彈性,在許多領(lǐng)域都充當(dāng)了重要的角色,包括組織工程、生物醫(yī)學(xué)和各類傳感器等領(lǐng)域。而在某些特殊領(lǐng)域中,要求水凝膠具備一定的力學(xué)性質(zhì)或者敏感性,于是學(xué)者們開始專注于研究并探索基于各種增韌機(jī)理的強(qiáng)韌型水凝膠和響應(yīng)于不同刺激的刺激響應(yīng)型水凝膠,并取得了一定的成績。迄今為止,有關(guān)強(qiáng)韌型水凝膠的文獻(xiàn)報道有很多,大多數(shù)是基于能夠產(chǎn)生有效的能量耗散,使得水凝膠在形變時不易破碎或者斷裂從而擁有更高的強(qiáng)度或韌性。于是產(chǎn)生了很多的增韌機(jī)理,包括疏水締合相互作用、氫鍵作用、偶極-偶極相互作用,金屬絡(luò)合作用,雙網(wǎng)絡(luò)和大分子微球等。其中疏水締合常常引起了人們的極大興趣。本文利用了疏水締合增韌機(jī)理成功制備了具有一定力學(xué)性質(zhì)的韌性水凝膠。該水凝膠是在體系內(nèi)引入疏水基團(tuán),在表面活性劑的存在下,由于疏水作用自組裝成膠束充當(dāng)動態(tài)交聯(lián)點而制備得到。在形變過程中,膠束內(nèi)部纏結(jié)的疏水鏈段將會發(fā)生解纏或者滑移,耗散大量的能量,從而使得疏水締合水凝膠具有良好的力學(xué)性質(zhì)。然而在一些領(lǐng)域又需要敏感型水凝膠,要求水凝膠在一定刺激下發(fā)生一定的變化。大部分學(xué)者研究并發(fā)表了許多有關(guān)溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變的刺激響應(yīng)型水凝膠。這些水凝膠在藥物控釋、藥物運輸載體等方面有著良好的應(yīng)用和潛在的應(yīng)用前景。但是這類水凝膠的力學(xué)性質(zhì)普遍比較差,在一些既要求力學(xué)性質(zhì)又要求刺激響應(yīng)性的應(yīng)用方面將會大大受到限制。所以,制備具有良好的力學(xué)性質(zhì)并具有刺激響應(yīng)性的水凝膠是很有意義的。本文基于疏水締合水凝膠,使用環(huán)境相響應(yīng)型的丙烯酸材料成功制備并得到具有良好力學(xué)性質(zhì)并可調(diào)控力學(xué)性質(zhì)的刺激響應(yīng)型水凝膠:一種是pH響應(yīng)型的機(jī)械性能可調(diào)控的刺激響應(yīng)型疏水締合水凝膠,可以通過調(diào)節(jié)pH轉(zhuǎn)換金屬絡(luò)合、氫鍵和疏水締合之間的相互作用進(jìn)而調(diào)控水凝膠的機(jī)械性能;一種是光響應(yīng)型的機(jī)械性能可調(diào)控的刺激響應(yīng)型疏水締合水凝膠,以檸檬酸分子作為光響應(yīng)材料,以Fe(III)和Fe(II)之間的氧化還原為驅(qū)動力,進(jìn)而調(diào)控水凝膠的機(jī)械性能。我們預(yù)計該種水凝膠將會為設(shè)計各種水凝膠提供更多的可能性,并在一定程度上大大擴(kuò)大水凝膠的應(yīng)用范圍。
[Abstract]:Hydrogels are attracting more and more attention because of their unique advantages. Because it contains a lot of water to endow the hydrogel with super elasticity, it plays an important role in many fields, including tissue engineering, biomedicine and various sensors. In some special fields, hydrogels are required to have certain mechanical properties or sensitivity. Therefore, the researchers began to study and explore the toughening hydrogels based on various toughening mechanisms and the stimulus-responsive hydrogels responsive to different stimuli, and obtained some achievements. Up to now, there have been a lot of reports about the strong and tough hydrogels, most of which are based on the ability to generate effective energy dissipation, which makes the hydrogels difficult to break or fracture during deformation and thus have higher strength or toughness. There are many toughening mechanisms, including hydrophobic association interaction, hydrogen bond interaction, dipole-dipole interaction, metal complexation, double networks and macromolecular microspheres. Among them hydrophobic association often aroused people's great interest. In this paper, the hydrophobic association toughening mechanism was used to successfully prepare the ductile hydrogels with certain mechanical properties. The hydrogel was prepared by introducing hydrophobic groups into the system and using hydrophobic self-assembly micelles to act as dynamic crosslinking points in the presence of surfactants. In the process of deformation, the hydrophobic segments of the entangled micelles will be unwrapped or slip, and a large amount of energy will be dissipated, thus making the hydrophobic associating hydrogels have good mechanical properties. However, in some fields, sensitive hydrogels are required to change under certain stimuli. Most scholars have studied and published many stimuli-responsive hydrogels related to sol-gel transition. These hydrogels have good applications and potential applications in drug controlled release and drug transport carriers. However, the mechanical properties of these hydrogels are generally poor, and some applications which require both mechanical properties and stimuli responsiveness will be greatly restricted. Therefore, the preparation of hydrogels with good mechanical properties and stimulus response is of great significance. Based on hydrophobically associating hydrogels, The stimulus-responsive hydrogels with good mechanical properties and adjustable mechanical properties were successfully prepared using environment-responsive acrylic materials. One was the pH responsive hydrophobic hydrophobically associating hydrophobic hydrogel with adjustable mechanical properties. The mechanical properties of hydrogels can be regulated by adjusting the interaction between metal complexes, hydrogen bonds and hydrophobic association of pH. One is a kind of photo-responsive hydrophobically associating hydrogel with adjustable mechanical properties. The citric acid molecule is used as the photoresponse material and the redox between Fe (III) and Fe (II) is the driving force. Furthermore, the mechanical properties of hydrogels are regulated. We expect that this kind of hydrogel will provide more possibilities for the design of various hydrogels and greatly expand the application of hydrogels to a certain extent.
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O648.17

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本文編號：2378113