【摘要】：由于具有優(yōu)異的生物相容性,水凝膠在生物工程和組織工程等領域有著極其廣泛的應用,高強度水凝膠更是由于其杰出的力學性能受到了研究人員的廣泛關注。同時,考慮到能夠在水凝膠在破裂時能夠進行自修復以延長使用壽命,自修復水凝膠有著十分廣泛的應用前景。在本文中,我們制備出具有自修復功能的高延展性水凝膠和雙重物理交聯(lián)的高強度水凝膠。本文的研究內(nèi)容如下:(1)在第一章中我們簡單介紹了不同類型的高強度水凝膠和自修復水凝膠。(2)在第二章中我們將兩端乙烯基改性的普朗尼克F127(F127DA)與功能性單體N-丙烯�；�-6-氨基己酸(AACA)進行原位自由基共聚,得到具有自修復性能的高延展性水凝膠。在這個體系中,F127DA自組裝成大分子膠束并作為多價交聯(lián)劑均勻分散在水中。由于該水凝膠具有均勻的內(nèi)部結構和有效的能量耗散機制,使其具有很高的延展性和耐穿刺性能。同時,由于聚合物的側鏈十分柔軟,能夠在酸性條件下質(zhì)子化并且穿過斷裂面,與另一面聚合物的側鏈形成強氫鍵作用,因此使水凝膠具有自修復性能。另外,由于單體N-丙烯酰基-6-氨基己酸(AACA)的pH響應性,使該水凝膠具有pH響應的循環(huán)溶脹-解溶脹性能。(3)在第三章中我們在水凝膠中同時引入F127DA大分子膠束的多價交聯(lián)作用和Fe~(3+)-COO-配位絡合交聯(lián)作用,制備具有高強度、高韌性、高延展性和室溫下可自回復的雙物理交聯(lián)水凝膠。F127DA大分子膠束的多價交聯(lián)維持水凝膠的內(nèi)在網(wǎng)絡結構,三齒狀Fe~(3+)-COO-動態(tài)絡合能夠在水凝膠拉伸過程中耗散大量能量,從而使水凝膠具有極佳的力學性能和回復性能。同時,該水凝膠還可以被賦予pH響應和氧化還原響應的形狀記憶功能。
[Abstract]:Because of its excellent biocompatibility, hydrogel has been widely used in the fields of bioengineering and tissue engineering, and high strength hydrogel has been paid more and more attention by researchers because of its outstanding mechanical properties. At the same time, self-repairing hydrogels have a very wide application prospect considering that they can self-repair in order to prolong their service life when the hydrogels are ruptured. In this paper, we prepared high ductile hydrogels with self repairing function and high strength hydrogels with double physical crosslinking. The main contents of this paper are as follows: (1) in Chapter 1, we briefly introduce different types of high strength hydrogels and self-repair hydrogels. (2) in Chapter 2, we modify the vinyl ends of Plannick F127 (F127DA). In situ free radical copolymerization with functional monomer N-acryloyl-6-amino-caproic acid (AACA). High ductility hydrogels with self-repairing properties were obtained. In this system, F127DA self-assembled into macromolecular micelles and dispersed in water as a multivalent crosslinking agent. The hydrogel has high ductility and puncture resistance due to its uniform internal structure and effective energy dissipation mechanism. At the same time, because the side chain of the polymer is very soft, it can protonize under acidic condition and cross the fracture surface, forming strong hydrogen bond with the side chain of the other side polymer, so the hydrogel has self-repairing property. In addition, because of the pH responsiveness of monomer N-acryloyl-6-amino-caproic acid (AACA), The hydrogel has the properties of cyclic swelling and deswelling with pH response. (3) in chapter 3, we introduce the multivalent crosslinking of F127DA macromolecular micelles and the complexation crosslinking of Fe~ (3) -COO-. Bi-physical crosslinked hydrogels with high strength, toughness, ductility and self-recovery at room temperature were prepared. The polyvalent crosslinking of F127DA macromolecular micelles maintained the intrinsic network structure of hydrogels. Tridentate Fe~ (3)-COO- dynamic complexation can dissipate a lot of energy in the process of hydrogel stretching, which makes the hydrogel have excellent mechanical properties and recoverability. At the same time, the hydrogel can also be given shape memory function of pH response and redox response.
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TQ427.26

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本文編號：2412458