超分子水凝膠的構(gòu)筑及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-20 05:19
超分子水凝膠是凝膠因子通過氫鍵、靜電、金屬配位、π-π堆疊、主客體作用等非共價(jià)相互作用形成微觀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),固定水分子形成的。由于非共價(jià)作用的瞬態(tài)可逆的特點(diǎn),該類凝膠一般具有良好的動(dòng)態(tài)可逆、刺激響應(yīng)性,在自愈合材料、形狀記憶材料、生物醫(yī)藥等方面具有良好的應(yīng)用前景。超分子凝膠材料可以通過定制不同的相互作用來實(shí)現(xiàn)不同力學(xué)性質(zhì),滿足不同的應(yīng)用需求。超分子水凝膠的構(gòu)筑基元分為小分子凝膠因子和聚合物分子,根據(jù)構(gòu)筑基元種類的不同形成水凝膠的性質(zhì)及特點(diǎn)也各有不同。本文分別利用脫氧膽酸鈉、單磷酸鳥苷鈉等小分子和聚賴氨酸、聚乙二醇等聚合物,通過氫鍵、靜電相互作用和基于葫蘆脲的主客體作用構(gòu)筑了不同的水凝膠體系。我們探究了在不同驅(qū)動(dòng)力下凝膠的構(gòu)筑機(jī)理、性質(zhì)特點(diǎn),更加深入系統(tǒng)地理解超分子水凝膠的凝膠化機(jī)理及性質(zhì)規(guī)律,同時(shí)拓展了超分子水凝膠的功能性應(yīng)用。本文主要包括以下六個(gè)部分:第一章,介紹了超分子水凝膠的概念、分類及各種非共價(jià)作用在超分子水凝膠構(gòu)筑中的作用,特別是基于葫蘆脲的主客體作用在凝膠構(gòu)筑中的應(yīng)用;總結(jié)了超分子水凝膠的性質(zhì)特點(diǎn)及應(yīng)用;最后概述了本文的研究?jī)?nèi)容及意義。第二章,以脫氧膽酸鹽為小分子凝膠因子,通過...
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:183 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1非共價(jià)作用的示意圖[4]
山東大學(xué)博上學(xué)位論文??a?polymer?chain?K?polymer?chain?p?supramolecular?non-covalent??^?U?^?nanofiber?interaction??i?i?i??翁拿蠢^??n==?==t??polymeric?hydrogel?supramolecular?polymeric?hydrogel?supramolecular?hydrogel??圖1-2?(a)通過共價(jià)相互作用交聯(lián)的聚合物水凝膠,(b)通過非共價(jià)相互作用??交聯(lián)的超分子聚合物水凝膠,(c)基于小分子的超分子水凝膠的示意圖[5]。??Figure?1-2?Schematic?illustration?of?(a)?polymeric?hydrogels?crosslinked?by?covalent??interactions,?(b)?supramolecular?polymeric?hydrogel?crosslinked?by?non-covalent??interactions,?and?(c)?supramolecular?hydrogel?based?on?small?molecules?[5l??超分子水凝膠一般由大分子或小分子通過多種弱相互作用驅(qū)動(dòng)形成。這些弱??相互作用是相對(duì)于強(qiáng)的化學(xué)鍵來說的,主要包括氫鍵、靜電、配位、疏水作用、??范德華力、空間位阻和71-71堆積作用和主客體作用等。由于非共價(jià)作用的瞬時(shí)和??可逆性,與傳統(tǒng)聚合物凝膠相比,超分子凝膠具有良好的可逆性和刺激響應(yīng)性。??目前報(bào)道的凝膠對(duì)外界刺激的響應(yīng)類型有pH、溫度、光、氧化還原、酶等[6]。??由于超分
二是將氫鍵單元直接嵌入聚合物主鏈中(圖??l-3b),二聚的氫鍵單元起到動(dòng)態(tài)交聯(lián)作用[1“12]。體系設(shè)計(jì)上包括:氫鍵單元的??選擇、間隔基的選擇和長(zhǎng)度、親水鏈長(zhǎng)度。氫鍵單元的選擇決定了不同的動(dòng)力學(xué)??和熱力學(xué)參數(shù),影響材料的機(jī)械性能。間隔基的長(zhǎng)度影響水凝膠的結(jié)晶度和對(duì)溶??劑的屏蔽程度。親水鏈的長(zhǎng)度可以描述鏈的柔韌性和聚合物的交聯(lián)比例。????Hydrogen?Bond?ng?m?Hydrophobic?Spacer??*-*"_一?HydfOf^llic?Backbone??圖1-3通過氫鍵相互作用形成的兩種水凝膠的示意圖[13]。??Figure?1-3?Schematic?illustration?of?two?types?of?hydrogels?formed?through?hydrogen??bonding?interactions?[丨3].??3??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Controllable macrocyclic supramolecular assemblies in aqueous solution[J]. Yong Chen,Feihe Huang,Zhan-Ting Li,Yu Liu. Science China(Chemistry). 2018(08)
[2]GMP-quadruplex-based hydrogels stabilized by lanthanide ions[J]. Jin Zhang,Xiaoyang Li,Xiuping Sun,Aixin Song,Yebang Tan,Jingcheng Hao. Science China(Chemistry). 2018(05)
[3]Tuning Thermal Gelling Behavior of N-isopropylacrylamide Based Copolymer through Introducing Cucurbit[8]uril Ternary Complex on Side-chain[J]. Hai-li Ma,Hao Chen,Sheng-zhen Hou,譚業(yè)邦. Chinese Journal of Polymer Science. 2016(10)
本文編號(hào):3042286
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:183 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1非共價(jià)作用的示意圖[4]
山東大學(xué)博上學(xué)位論文??a?polymer?chain?K?polymer?chain?p?supramolecular?non-covalent??^?U?^?nanofiber?interaction??i?i?i??翁拿蠢^??n==?==t??polymeric?hydrogel?supramolecular?polymeric?hydrogel?supramolecular?hydrogel??圖1-2?(a)通過共價(jià)相互作用交聯(lián)的聚合物水凝膠,(b)通過非共價(jià)相互作用??交聯(lián)的超分子聚合物水凝膠,(c)基于小分子的超分子水凝膠的示意圖[5]。??Figure?1-2?Schematic?illustration?of?(a)?polymeric?hydrogels?crosslinked?by?covalent??interactions,?(b)?supramolecular?polymeric?hydrogel?crosslinked?by?non-covalent??interactions,?and?(c)?supramolecular?hydrogel?based?on?small?molecules?[5l??超分子水凝膠一般由大分子或小分子通過多種弱相互作用驅(qū)動(dòng)形成。這些弱??相互作用是相對(duì)于強(qiáng)的化學(xué)鍵來說的,主要包括氫鍵、靜電、配位、疏水作用、??范德華力、空間位阻和71-71堆積作用和主客體作用等。由于非共價(jià)作用的瞬時(shí)和??可逆性,與傳統(tǒng)聚合物凝膠相比,超分子凝膠具有良好的可逆性和刺激響應(yīng)性。??目前報(bào)道的凝膠對(duì)外界刺激的響應(yīng)類型有pH、溫度、光、氧化還原、酶等[6]。??由于超分
二是將氫鍵單元直接嵌入聚合物主鏈中(圖??l-3b),二聚的氫鍵單元起到動(dòng)態(tài)交聯(lián)作用[1“12]。體系設(shè)計(jì)上包括:氫鍵單元的??選擇、間隔基的選擇和長(zhǎng)度、親水鏈長(zhǎng)度。氫鍵單元的選擇決定了不同的動(dòng)力學(xué)??和熱力學(xué)參數(shù),影響材料的機(jī)械性能。間隔基的長(zhǎng)度影響水凝膠的結(jié)晶度和對(duì)溶??劑的屏蔽程度。親水鏈的長(zhǎng)度可以描述鏈的柔韌性和聚合物的交聯(lián)比例。????Hydrogen?Bond?ng?m?Hydrophobic?Spacer??*-*"_一?HydfOf^llic?Backbone??圖1-3通過氫鍵相互作用形成的兩種水凝膠的示意圖[13]。??Figure?1-3?Schematic?illustration?of?two?types?of?hydrogels?formed?through?hydrogen??bonding?interactions?[丨3].??3??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Controllable macrocyclic supramolecular assemblies in aqueous solution[J]. Yong Chen,Feihe Huang,Zhan-Ting Li,Yu Liu. Science China(Chemistry). 2018(08)
[2]GMP-quadruplex-based hydrogels stabilized by lanthanide ions[J]. Jin Zhang,Xiaoyang Li,Xiuping Sun,Aixin Song,Yebang Tan,Jingcheng Hao. Science China(Chemistry). 2018(05)
[3]Tuning Thermal Gelling Behavior of N-isopropylacrylamide Based Copolymer through Introducing Cucurbit[8]uril Ternary Complex on Side-chain[J]. Hai-li Ma,Hao Chen,Sheng-zhen Hou,譚業(yè)邦. Chinese Journal of Polymer Science. 2016(10)
本文編號(hào):3042286
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