超分子水凝膠是由非共價(jià)鍵作為交聯(lián)點(diǎn)而組合形成的水凝膠,非共價(jià)鍵在水凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中作為可逆“犧牲”鍵,為水凝膠提供能量耗散機(jī)制。由單一物理交聯(lián)作用制備的水凝膠力學(xué)性能較差,而兩種或兩種以上非共價(jià)鍵協(xié)同作用可以顯著增加水凝膠的強(qiáng)度和韌性。此外,通過(guò)向水凝膠引入導(dǎo)電聚合物可以賦予水凝膠導(dǎo)電性能。本課題首先通過(guò)量子化學(xué)計(jì)算模擬聚乙烯醇、聚丙烯酸等聚合物分子間及分子內(nèi)氫鍵相互作用位點(diǎn)及局域構(gòu)象,在此基礎(chǔ)上分別基于配位鍵及氫鍵等非共價(jià)鍵制備具有高力學(xué)性能的聚乙烯醇/聚丙烯酸/Fe3+水凝膠和具有導(dǎo)電性能的聚乙烯醇/聚丙烯酸/聚苯胺水凝膠,實(shí)驗(yàn)制備方法簡(jiǎn)單、通用。具體研究?jī)?nèi)容如下:采用生物相容性良好的聚乙烯醇（PVA）、丙烯酸（AA）為基質(zhì)材料,以氫鍵為物理交聯(lián)點(diǎn)制備了PVA/PAA超分子水凝膠,然后通過(guò)配位鍵的協(xié)同作用,制備具有高力學(xué)性能的PVA/PAA/Fe3+水凝膠。實(shí)驗(yàn)通過(guò)調(diào)節(jié)溶液中鹽酸濃度、Fe3+濃度和水凝膠浸泡時(shí)間研究其對(duì)水凝膠力學(xué)性能的影響,通過(guò)溶液的pH值和流變性能探討水凝膠的穩(wěn)定性,通過(guò)循環(huán)加載-卸載實(shí)驗(yàn)評(píng)估水凝膠的自恢復(fù)性能。研究結(jié)果表明:紅外光譜表征水凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)氫鍵及配位鍵... 

【文章來(lái)源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖I一pAA毋NlpA」11雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠的制備機(jī)理及力學(xué)性能圖【圳Fig.l一2preparationand~?

圖１－３所示，水凝膠表現(xiàn)出快速的可恢復(fù)性、優(yōu)異的抗疲勞性和自絡(luò)水凝膠的研究己闡明水凝膠優(yōu)異的力學(xué)性能源于其脆性交聯(lián)網(wǎng)斷裂，它可以有效地消散能量并防止負(fù)載上的裂縫傳播。但由于脆會(huì)導(dǎo)致水凝膠永久性損傷，水凝膠在經(jīng)歷大變形后會(huì)軟化且不會(huì)這個(gè)問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)人員制備了以非共價(jià)鍵為交聯(lián)點(diǎn)制備的物理交聯(lián)鍵水凝膠、金屬配位水凝膠、疏水締合水凝膠、離子鍵相互作用水聯(lián)水凝膠。??氫鍵水凝膠??是屬于物理鍵的一種，為氫原子（Ｈ）與高電負(fù)性原子如Ｎ、０、Ｆ等單個(gè)氫鍵的鍵能低，易受水分子的攻擊而遭到破壞；而多氫鍵是通集使其在微結(jié)構(gòu)域中形成，鍵能可以與共價(jià)鍵一樣強(qiáng)且相對(duì)穩(wěn)定１２凝膠三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中起物理交聯(lián)的作用，在水凝膠受到拉伸或壓縮域可作為能量耗散機(jī)制，提高水凝膠的強(qiáng)度和韌性。??

?在前人研宄的基礎(chǔ)上，Ｊｉｎ等人［２７］提出了一種制備高強(qiáng)度雙物理交聯(lián)水凝膠??簡(jiǎn)單通用的新方法，如圖１－５所示。首先將制備的聚合物網(wǎng)絡(luò)ＰＶＡ水凝膠進(jìn)行?’??冷凍干燥處理，然后將多孔氣凝膠浸入單寧酸溶液中，利用聚合物與單寧酸多重??氫鍵作用形成第二交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，得到ＰＶＡ／ＴＡ雙交聯(lián)水凝膠，其斷裂拉伸強(qiáng)度為??５．６?ＭＰａ，斷裂伸長(zhǎng)率為６３０％？該方法解決了在自由基聚合中單寧酸強(qiáng)大的自由??基清除能力所帶來(lái)的主要障礙，所以這種方法制備的水凝膠拉伸強(qiáng)度更高。??ｎ?一?＾???１３／?Ｆｒｅｅｚｅ?Ｉｍｍｅｒｓｅｄ?Ｉｍｍｅｒｓｅｄ?ｊ?Ｘ??ＩｎＴＡａｑ?．?丨＿如．??ｈｙｄｒｏｇｅｌ?ａｅｒｏｇｅｌ?Ｐｏｌｙｍｅｒ－ＴＡ?ｇｄ?Ｐｏｌｙｍｅｒ－ＴＡ（Ｓ）?ｇｅｌ?，＞－ｊ?？?ｖ??（ｂ）?ｊｙ?（ｃ）?（ｄ，??Ｐｏｌｙｍｅｒ?ｃｈａｉｎ?ＴＡ??－?Ｔ?？?ｒ一??（ｐｏｌｙｍｅｒ?ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）?ｊ??Ｉｃｈｅｍｉｃａｌ?ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｒ｝??ｈｏ?ａ?ｂＭ??０?２ｎ＊，ｃｒｏｓｉ￣ｌｍｋ??＂Ｓｉ?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]高壓超分子自組裝及超分子增強(qiáng)導(dǎo)電聚合物水凝膠[D]. 黃華波.華中科技大學(xué) 2014
[2]功能化超分子水凝膠的研究[D]. 馬棟.中山大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3331470