自修復(fù)納米復(fù)合水凝膠利用納米材料優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度和較大的比表面積使水凝膠兼具突出的自我愈合性能,機(jī)械強(qiáng)度以及生物相容性。Janus納米材料作為具有獨(dú)特形貌或理化性質(zhì)的各向異性型功能材料,其在自修復(fù)納米復(fù)合水凝膠中的應(yīng)用成為我們關(guān)注的焦點(diǎn)。本論文,以發(fā)展可設(shè)計Janus納米復(fù)合材料的Pickering乳液法為基礎(chǔ),利用水包油的Pickering乳液體系制備了多種二氧化硅（SiO₂）基Janus復(fù)合納米片,將其復(fù)合于聚合物網(wǎng)絡(luò)之中成功制備了Janus納米復(fù)合自修復(fù)水凝膠。Janus納米材料的獨(dú)特結(jié)構(gòu)使所設(shè)計的納米復(fù)合水凝膠實(shí)現(xiàn)了多種可逆非共價鍵的協(xié)同統(tǒng)一,從而具有杰出的自愈合性能。具體內(nèi)容由以下三部分組成:1.水包油型Pickering乳液下原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）新型方法學(xué)研究。利用納米材料為乳化劑,發(fā)展具有較好穩(wěn)定和“活性”/可控性能的Pickering乳液體系是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。通過三乙胺（TEA）與去離子水的混合溶液作為水相,曙紅Y、2-溴異丁酸乙酯（EBi B）以及甲基丙烯酸甲酯（MMA）的混合物作為油相,利用纖維素納米晶（CNCs）、SiO_... 

【文章來源】：魯東大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

（A）Poly(NIPAM-co-β-CD)與poly(NIPAM-co-β-CD)/CNT/PPY水凝膠的制備示意圖[17]

魯東大學(xué)碩士學(xué)位論文3圖1.2Zwitterionic水凝膠的制備示意圖[19]Figure1.2Preparationschematicofzwitterionichydrogel[19]由于金屬配體（M-L）絡(luò)合物的熱力學(xué)和動力學(xué)參數(shù)具有寬的調(diào)節(jié)范圍，使得M-L絡(luò)合物水凝膠的機(jī)械性能高度可調(diào)。此外，M-L相互作用對水分的敏感性較低，有利于其在自修復(fù)水凝膠制備方面的應(yīng)用。Guan等人（圖1.3）報道了一種基于動態(tài)金屬-配體（鋅-咪唑）相互作用的自修復(fù)聚合物材料[20]�？梢酝ㄟ^改變主鏈/刷聚合度、刷密度以及配體/金屬比來調(diào)節(jié)材料的機(jī)械性能與自修復(fù)性能。所制備的自修復(fù)聚合物材料在沒有外界因素干擾的環(huán)境條件下展現(xiàn)出優(yōu)異的自愈合性能。隨著研究人員對藍(lán)貽貝以及其他海洋生物出色水下附著力的深入了解，功能性新材料不斷被設(shè)計與開發(fā)。貽貝類生物可通過多酚（例如3,4-二羥基苯基丙氨酸）強(qiáng)力地附著于礁石表面。兒茶酚及其類似物可在堿性條件下進(jìn)行氧化共價交聯(lián)，并參與配位化學(xué)。以貽貝化學(xué)為靈感，基于可逆兒茶酚基團(tuán)-金屬配位作用的水凝膠，由于其優(yōu)異的自修復(fù)性能、粘彈性、粘合性以及pH響應(yīng)性引起了研究者們的廣泛關(guān)注[21-24]。Birkedal等人通過將兒茶酚基團(tuán)衍生物（丹寧酸）添加到1-（2"-羧乙基）-2-甲基-3-羥基-4-吡啶酮與三價金屬離子通過配位作用所構(gòu)建的水凝膠網(wǎng)絡(luò)之中，制備得到機(jī)械強(qiáng)度可調(diào)的自修復(fù)水凝膠（圖1.4）。可通過改變雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水凝膠的pH值來調(diào)節(jié)其機(jī)械強(qiáng)度，在pH~9時水凝膠具有最大的機(jī)械強(qiáng)度（~434kPa）[25]。圖1.3基于動態(tài)金屬-配位作用水凝膠的自修復(fù)機(jī)理圖[20]Figure1.3Self-healingmechanismschematicofhydrogelbasedondynamicmetalligand[20]

魯東大學(xué)碩士學(xué)位論文3圖1.2Zwitterionic水凝膠的制備示意圖[19]Figure1.2Preparationschematicofzwitterionichydrogel[19]由于金屬配體（M-L）絡(luò)合物的熱力學(xué)和動力學(xué)參數(shù)具有寬的調(diào)節(jié)范圍，使得M-L絡(luò)合物水凝膠的機(jī)械性能高度可調(diào)。此外，M-L相互作用對水分的敏感性較低，有利于其在自修復(fù)水凝膠制備方面的應(yīng)用。Guan等人（圖1.3）報道了一種基于動態(tài)金屬-配體（鋅-咪唑）相互作用的自修復(fù)聚合物材料[20]。可以通過改變主鏈/刷聚合度、刷密度以及配體/金屬比來調(diào)節(jié)材料的機(jī)械性能與自修復(fù)性能。所制備的自修復(fù)聚合物材料在沒有外界因素干擾的環(huán)境條件下展現(xiàn)出優(yōu)異的自愈合性能。隨著研究人員對藍(lán)貽貝以及其他海洋生物出色水下附著力的深入了解，功能性新材料不斷被設(shè)計與開發(fā)。貽貝類生物可通過多酚（例如3,4-二羥基苯基丙氨酸）強(qiáng)力地附著于礁石表面。兒茶酚及其類似物可在堿性條件下進(jìn)行氧化共價交聯(lián)，并參與配位化學(xué)。以貽貝化學(xué)為靈感，基于可逆兒茶酚基團(tuán)-金屬配位作用的水凝膠，由于其優(yōu)異的自修復(fù)性能、粘彈性、粘合性以及pH響應(yīng)性引起了研究者們的廣泛關(guān)注[21-24]。Birkedal等人通過將兒茶酚基團(tuán)衍生物（丹寧酸）添加到1-（2"-羧乙基）-2-甲基-3-羥基-4-吡啶酮與三價金屬離子通過配位作用所構(gòu)建的水凝膠網(wǎng)絡(luò)之中，制備得到機(jī)械強(qiáng)度可調(diào)的自修復(fù)水凝膠（圖1.4）。可通過改變雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水凝膠的pH值來調(diào)節(jié)其機(jī)械強(qiáng)度，在pH~9時水凝膠具有最大的機(jī)械強(qiáng)度（~434kPa）[25]。圖1.3基于動態(tài)金屬-配位作用水凝膠的自修復(fù)機(jī)理圖[20]Figure1.3Self-healingmechanismschematicofhydrogelbasedondynamicmetalligand[20]


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