水凝膠是一種由親水性聚合物在水中發(fā)生化學(xué)交聯(lián)或物理交聯(lián)后形成的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子軟材料。由于水凝膠良好的生物相容性,它能被應(yīng)用到很多領(lǐng)域,比如組織工程、藥物釋控、軟電子等領(lǐng)域。傳統(tǒng)水凝膠缺乏力學(xué)強(qiáng)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(yīng)用。近年來(lái),水凝膠理化性質(zhì)的研究及應(yīng)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?jī)?nèi)容如下:使用帶有雙鍵和硼酸基團(tuán)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(guò)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(tuán)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(wǎng)絡(luò)。通過(guò)改變單體的含量、體系pH,調(diào)節(jié)水凝膠的優(yōu)異的力學(xué)性能。通過(guò)表征和測(cè)試結(jié)果,解釋了水凝膠在拉伸測(cè)試中的屈服現(xiàn)象以及水凝膠網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)方式的變化原因。水凝膠的網(wǎng)絡(luò)由硼酸酯鍵和氫鍵構(gòu)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(jié)和相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道中可以知道,并不是硼酸酯鍵的運(yùn)用都能給水凝膠體系帶來(lái)完全的自修復(fù)能力。苯硼酸作為單體使用時(shí),其產(chǎn)生的氫鍵強(qiáng)度不可忽視。因此我們進(jìn)一步探索基于苯硼酸的水凝膠的特性。第二個(gè)實(shí)驗(yàn)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(yīng)的自愈合水凝膠P(AM-coAAPBA)。通過(guò)對(duì)水凝膠的宏觀力學(xué)性能測(cè)試以及微觀結(jié)構(gòu)表征的結(jié)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(tuán)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(guò)熒光檢測(cè),水凝膠還具有葡萄糖敏感性。
【學(xué)位單位】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ427.26
【部分圖文】：

]。1 非共價(jià)鍵交聯(lián)的自愈合水凝膠1、氫鍵氫鍵在兩個(gè)極性基團(tuán)（即含氫原子和高電負(fù)性原子如氮、氧、氟的基團(tuán)）之間產(chǎn)與共價(jià)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(jīng)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(wǎng)絡(luò)[19,39–41]。PVA 水凝膠愈合 48 h 后，水凝以恢復(fù)到其初始拉伸強(qiáng)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(wǎng)絡(luò)中制備了超順磁性和自修復(fù)雙功能的復(fù)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?yàn)樗鼘?duì)復(fù)合水凝膠的交聯(lián)有影響。當(dāng) Fe3O4顆粒含量從 2.5%增加到 5%時(shí)，水凝膠表現(xiàn)出最佳的自愈強(qiáng)度愈合效率。

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

3圖 1-3 聚離子復(fù)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(guò)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(zhì)制備了具有高強(qiáng)度的自愈合水凝膠，如圖 1-3，兩性電
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本文編號(hào)：2856191