【摘要】：高機(jī)械強(qiáng)度是水凝膠研究領(lǐng)域的一大熱點(diǎn),隨著水凝膠應(yīng)用在組織生物學(xué)、材料仿生學(xué)、智能機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器、傳感器等領(lǐng)域不斷滲透,目前一系列高強(qiáng)度水凝膠結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)已經(jīng)逐步完備。一些水凝膠結(jié)構(gòu)因其本身的化學(xué)惰性在應(yīng)用領(lǐng)域受到阻礙,因此高強(qiáng)度水凝膠實(shí)現(xiàn)功能化是目前關(guān)鍵的課題。本文以六亞甲基二異氰酸酯(HDI)封端賴氨酸-多巴胺(LDA)為硬段,四臂聚乙二醇(Tetra-PEG)為軟段,將基于貽貝仿生的兒茶酚功能基團(tuán)引入體系,成功合成高強(qiáng)度的四臂聚乙二醇水凝膠為框架、不同LDA含量的LDA-Tetra-PEG-PU單網(wǎng)絡(luò)水凝膠(簡(jiǎn)稱LTP Hydrogel)。隨后利用兒茶酚基的配位作用,制備了Fe~(3+)-mono-LTP,Fe~(3+)-bis-LTP,Fe~(3+)-tris-LTP等一系列同時(shí)具有物理交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)的單網(wǎng)絡(luò)水凝膠。兒茶酚基團(tuán)之間會(huì)產(chǎn)生π-π堆疊、四方場(chǎng)作用,還可與金屬離子形成多重配位,這些豐富的物理作用在水凝膠受力時(shí)會(huì)先于共價(jià)鍵斷裂、有效分散能量。通過調(diào)控功能基團(tuán)含量及pH值,達(dá)到調(diào)節(jié)材料力學(xué)強(qiáng)度的目的,斷裂壓縮強(qiáng)度可提高約15倍。本文還在能量耗散機(jī)制的基礎(chǔ)上,對(duì)水凝膠的犧牲鍵轉(zhuǎn)化與機(jī)械性能之間的聯(lián)系展開研究。利用兒茶酚基的配位及氧化機(jī)理實(shí)現(xiàn)水凝膠自修復(fù)與形狀記憶的功能,有望擴(kuò)大四臂聚乙二醇水凝膠在仿生材料領(lǐng)域應(yīng)用。此外,發(fā)現(xiàn)四臂聚乙二醇水凝膠具有溫敏性,可作為溫度刺激響應(yīng)的驅(qū)動(dòng)材料。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O648.17
【圖文】：

度水凝膠示例[10]：a）互滲透網(wǎng)絡(luò)，b）雙網(wǎng)絡(luò)（共價(jià)鍵聯(lián)結(jié)），c）合成生物聚合物網(wǎng)絡(luò)，e）離子交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，f）離子與共價(jià)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，h）物理鍵與共價(jià)鍵交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，i）溫敏性復(fù)合網(wǎng)絡(luò)，j）復(fù)合網(wǎng)）, k）滑環(huán)水凝膠，l）四臂聚乙二醇水凝膠，m）膠束聯(lián)結(jié)水凝膠物水凝膠網(wǎng)絡(luò)，o）支化聚合物水凝膠網(wǎng)絡(luò)，p）軟骨組織示意圖matic representation of tough hydrogel network structures: a) Interpenet network, covalently crosslinked, c) Double network, inter-crosslinked,er network, e) Ionically crosslinked network, f)Ionically and covalently

第一章 緒論凝膠與含可犧牲鍵的水凝膠膠通常僅含一層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為了在原有結(jié)構(gòu)上提高機(jī)械分子合金材料的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)（IPN）結(jié)構(gòu)的概念，在上引入互穿網(wǎng)絡(luò)。如圖 1-2 所示，2003 年 Gong 等人率第一網(wǎng)絡(luò)是高度交聯(lián)的 2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸（PAM酰胺（PAAm）水凝膠構(gòu)成，第二網(wǎng)絡(luò)穿插于第一網(wǎng)絡(luò)之絡(luò)形成交聯(lián)。最終制備得到的雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠含水量為 90以達(dá)到 17.2 MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 PAMPS 及 PAAm 單網(wǎng)絡(luò)水 MPa 和 0.8 MPa），雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠強(qiáng)度大約是單網(wǎng)絡(luò)水如圖 1-2（c）所示，伴隨著第二網(wǎng)絡(luò)濃度的提高，雙網(wǎng)明顯的改進(jìn)；當(dāng)?shù)诙W(wǎng)絡(luò)的摩爾濃度為第一網(wǎng)絡(luò)的 20-3優(yōu)值。

雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠與單網(wǎng)絡(luò)水凝膠、橡膠、塑料等材料拉伸性能對(duì)比，水凝膠拉伸過程中的結(jié)構(gòu)示意圖 Comparison of the mechanical strength of various polymer materials, bof the network structure of the DN gel during the tensile process.凝膠的拉伸斷裂機(jī)理則更為復(fù)雜。雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠由兩層不

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 金松生;;發(fā)展鹵化環(huán)氧樹脂提高電工絕緣材料的滯燃性[J];絕緣材料通訊;1987年03期

2 ;環(huán)氧樹脂標(biāo)準(zhǔn)[J];熱固性樹脂;1989年02期

3 徐艷蓮,林金火,許淼清,李國(guó)清;含釓漆酚基聚合物的合成及表征[J];中國(guó)生漆;2003年02期

4 李鵬;張恒軍;朱東霞;單國(guó)剛;廖奕;蘇忠民;;酚基嘧啶鈹(Ⅱ)配合物的合成及光電性質(zhì)[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào);2012年09期

5 姚旭;王景存;付志峰;韓懷強(qiáng);曹欣;;曼尼希反應(yīng)合成苯酚基多元醇的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)分析[J];聚氨酯工業(yè);2009年02期

6 盤毅,胡蕓,宋威;二酚基甲烷的合成與表征[J];國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào);2005年02期

7 徐明;;一種滴定漿料中游離酚基的新方法[J];國(guó)際造紙;2008年03期

8 張玉霞，汪偉;2，5—二（2＇—苯酚基）—1，3，4—VA二唑的合成[J];信陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1996年03期

9 趙國(guó)利;吳英;葉開其;趙云峰;張紅雨;王悅;;酚基吡啶硼配合物發(fā)光材料[J];分子科學(xué)學(xué)報(bào);2007年03期

10 張韞宏，陳衍珍，王永強(qiáng);雙鏈和三鏈四苯酚基鈷卟啉L－B膜結(jié)構(gòu)的光譜表征[J];廈門大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1994年S1期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 林啟普;陳二霞;;金屬酚基卟啉結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)合成[A];“一帶一路，引領(lǐng)西部發(fā)展”——2017年中西部地區(qū)無機(jī)化學(xué)化工學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要[C];2017年

2 陳二霞;朱勇生;孫亞勇;林啟普;;金屬酚基卟啉框架的設(shè)計(jì)合成與性能研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第八屆全國(guó)配位化學(xué)會(huì)議論文集—口頭報(bào)告[C];2017年

3 郎笑梅;趙增輝;張銘輝;付義;母瀛;;苯酚基單茂鈦催化體系催化丙烯聚合研究[A];中國(guó)化工學(xué)會(huì)2008年石油化工學(xué)術(shù)年會(huì)暨北京化工研究院建院50周年學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C];2008年

4 鄭燕玉;胡炳環(huán);林金火;;漆酚基乳化劑的制備與性能研究[A];2006年全國(guó)高分子材料科學(xué)與工程研討會(huì)論文集[C];2006年

5 葛成利;朱紅軍;李枝芳;劉萌;劉耀;;三酚基甲烷型多官能環(huán)氧樹脂的制備以及在覆銅板中應(yīng)用[A];第十八屆中國(guó)覆銅板技術(shù)·市場(chǎng)研討會(huì)論文集[C];2017年

6 施冬健;汪飛;劉蓉瑾;陳明清;;具有自修復(fù)性的兒茶酚基聚合物凝膠[A];2015年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題I 高分子組裝與超分子體系[C];2015年

7 施冬健;沈佳麗;劉蓉瑾;陳明清;;兒茶酚基衍生物改性/表面修飾聚合物的制備及其性能研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)2017全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)摘要集——主題F：生物醫(yī)用高分子[C];2017年

8 李忠芳;王素文;于如軍;;四(取代噻酚基)卟啉配合物類DMFC催化劑的制備研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第九屆全國(guó)應(yīng)用化學(xué)年會(huì)論文集[C];2005年

9 姚蕾蕾;徐文欽;陳欽慧;;點(diǎn)擊合成腰果酚基側(cè)鏈環(huán)氧化型增塑劑[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第30屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集-第三十三分會(huì)：綠色化學(xué)[C];2016年

10 朱紅軍;葛成利;;四官能環(huán)氧樹脂在覆銅板中的應(yīng)用[A];第十四屆中國(guó)覆銅板技術(shù)·市場(chǎng)研討會(huì)論文集[C];2013年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 記者 楊新紅 李犁;紅河州建成全球最大茶多酚基地[N];云南日?qǐng)?bào);2005年

2 孫正華;農(nóng)民要改不良習(xí)慣[N];山西科技報(bào);2000年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 張紅雨;酚基吡啶硼配合物：多晶相及發(fā)光性能研究[D];吉林大學(xué);2006年

2 閆學(xué)斌;貝殼杉烷型二萜類化合物的結(jié)構(gòu)、衍生物設(shè)計(jì)合成及生物活性的研究[D];鄭州大學(xué);2002年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 于洪洋;腰果酚基驅(qū)油表面活性劑的合成及性能研究[D];東北石油大學(xué);2019年

2 林承瑜;基于賴氨酸-多巴胺的聚氨酯功能性水凝膠[D];上海交通大學(xué);2018年

3 馮唐標(biāo);大位阻酚基配體穩(wěn)定的非貴金屬配合物的合成與表征[D];暨南大學(xué);2018年

4 孔謙;含酚基羧甲基纖維素的合成及其制備單分散微球的研究[D];暨南大學(xué);2011年

5 姚丹丹;胺基取代苯酚基苯并噻唑衍生物的合成、結(jié)構(gòu)及性質(zhì)研究[D];吉林大學(xué);2011年

6 姚旭;苯酚基曼尼希多元醇的合成與應(yīng)用[D];北京化工大學(xué);2009年

7 翟玉龍;漆酚基苯并VA嗪的合成及其性能研究[D];福建師范大學(xué);2014年

8 王建輝;四官能度酚合成[D];北京化工大學(xué);2012年

9 李鵬;酚基嘧啶及其配合物合成、光電性質(zhì)及理論研究[D];東北師范大學(xué);2008年

10 范玲;小麥麩皮酚基木聚糖對(duì)面制品品質(zhì)的影響研究[D];河南工業(yè)大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2788086