化學(xué)與物理交聯(lián)協(xié)同增韌聚丙烯酰胺水凝膠的制備和性質(zhì)表征.pdf

1、水凝膠作為一種親水的凝膠具有相當(dāng)高的含水量，其含水量與生物組織相似（70％）甚至可達(dá)到更高。水凝膠具有良好的生物相容性，且表現(xiàn)出良好的柔韌性，刺激響應(yīng)能力，以上性能為水凝膠在生物領(lǐng)域，組織工程方向的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。然而，由于水凝膠含水量較高，其機(jī)械性能相對較差，嚴(yán)重的限制了水凝膠的應(yīng)用。傳統(tǒng)的化學(xué)交聯(lián)水凝膠通過永久，不可逆的共價(jià)鍵相互連接的聚合物鏈組成，這通常使水凝膠較脆，透明性差，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)斷裂后不能自愈。但是，化學(xué)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)易于調(diào)整

2、，可以改變最終材料的機(jī)械性能。因此，傳統(tǒng)的化學(xué)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不可以被忽略，要巧妙加以改善就可以得到強(qiáng)韌水凝膠。
　　在本文中，我們將物理交聯(lián)與化學(xué)交聯(lián)兩種交聯(lián)方式都引入到水凝膠網(wǎng)絡(luò)體系中，制備強(qiáng)韌的，具有抗疲勞性能和快速自回復(fù)性能的水凝膠。在第一部分實(shí)驗(yàn)中，我們將疏水締合這種交聯(lián)方式引入到水凝膠網(wǎng)絡(luò)中作為物理交聯(lián)中心，同時(shí)以N,N′-亞甲基雙丙烯酰胺作為化學(xué)交聯(lián)劑，通過自由基聚合方式與親水主鏈聚丙烯酰胺相鏈接，作為化學(xué)交聯(lián)中心。在雜

3、化水凝膠網(wǎng)絡(luò)體系中，化學(xué)交聯(lián)為水凝膠網(wǎng)絡(luò)提供了一個(gè)剛性骨架，來支撐著整個(gè)水凝膠網(wǎng)絡(luò)基質(zhì)，疏水締合作為物理交聯(lián)中心能夠通過膠束變形和甲基丙烯酸月桂酯（LMA）鏈的可逆解纏來有效的耗散能量，使得這種雜化水凝膠在壓縮應(yīng)變?yōu)?5%時(shí)，壓縮強(qiáng)度可以達(dá)到8MPa。此外，在連續(xù)壓縮循環(huán)測試中，雜化水凝膠展現(xiàn)出了時(shí)間依賴性，快速自恢復(fù)性，抗疲勞性質(zhì)。在第二部分實(shí)驗(yàn)中，我們期望得到強(qiáng)韌，具有拉伸性能的水凝膠，因此，我們改進(jìn)了物理交聯(lián)中心，并調(diào)節(jié)了化學(xué)交聯(lián)

4、點(diǎn)的密度，從而得到了具有高拉伸強(qiáng)度，高斷裂伸長率的具有快速自恢復(fù)性和抗疲勞性質(zhì)的由甲基丙烯酸月桂酯-聚丙烯酸丁酯微球（LMA-PBA）混合膠束誘導(dǎo)的強(qiáng)韌雜化水凝膠（LMA-PBA+MBA gel）。在這個(gè)雜化水凝膠網(wǎng)絡(luò)體系中，化學(xué)交聯(lián)仍然作為一個(gè)剛性骨架支撐著整個(gè)水凝膠網(wǎng)絡(luò)基質(zhì)，LMA-PBA混合膠束作為物理交聯(lián)點(diǎn)，可通過膠束形變，LMA鏈的可逆解纏，PBA軟粒子變形以及LMA-PBA間的可逆交聯(lián)來耗散大量的能量，從而將有效的能量耗散機(jī)