具有CO2響應(yīng)性的氫鍵增強(qiáng)高強(qiáng)度抗撕裂形狀記憶水凝膠.pdf

1、具有 具有 CO2 響應(yīng)性的氫鍵增強(qiáng)高強(qiáng)度抗撕裂形狀記憶水凝膠響應(yīng)性的氫鍵增強(qiáng)高強(qiáng)度抗撕裂形狀記憶水凝膠Hydrogen-Bonding Toughened Hydrogelsand Emerging CO2-Responsive ShapeMemory Effect學(xué)科專業(yè)：材料學(xué)研 究 生：許兵指導(dǎo)教師：劉文廣 教授天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二零一五年十二月*國家自然科學(xué)基金資助（51173129，21274105）摘要 摘要本文利

2、用一步法以聚乙二醇二丙烯酸酯 4000（PEG4KDA）為交聯(lián)劑，2-乙烯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪（VDT）和 N,N-二甲基丙烯酰胺（DMA）為單體共聚合形成一種氫鍵增強(qiáng)的高強(qiáng)度抗撕裂形狀記憶水凝膠。VDT 的二氨基三嗪基團(tuán)（DAT）在凝膠網(wǎng)絡(luò)中形成疏水氫鍵微區(qū)，由于體系中氫鍵物理交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)對(duì)凝膠體系共同的增強(qiáng)作用， 該水凝膠可以通過調(diào)節(jié)氫鍵單體和交聯(lián)劑的含量獲得一系列的高強(qiáng)度性能。另外， 由于 DAT 之間強(qiáng)氫鍵以及

3、可能 DAT 的氨基與DMA 的 C=O 之間弱氫鍵的相互協(xié)同作用， 凝膠網(wǎng)絡(luò)能夠很好地分散能量， 從而使得凝膠在一定比例下具有優(yōu)越的抗撕裂性能，撕裂能達(dá)到 2.32 kJ/m2，同時(shí)該比例下具有 0.7 MPa 的拉伸強(qiáng)度，130%的斷裂伸長率，以及 8.3 MPa 的壓縮強(qiáng)度。此外，水凝膠在加載-卸載循環(huán)中可以通過浸入水中再處理，使氫鍵重建，進(jìn)而力學(xué)性能得到完全恢復(fù)。值得注意的是，凝膠在水中通入和排除二氧化碳（CO2） 后， 由于