【摘 要】
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水凝胶作为一种含水量很高的软物质,其有着三维网络状的结构,被寄希望应用于生物组织工程等领域。但由于传统的水凝胶往往易脆,而且伸长度有限,因此常被应用于药物释放和细胞
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水凝胶作为一种含水量很高的软物质,其有着三维网络状的结构,被寄希望应用于生物组织工程等领域。但由于传统的水凝胶往往易脆,而且伸长度有限,因此常被应用于药物释放和细胞培养等对力学性能要求不高的领域,这限制了水凝胶在其他高负载领域的应用。而且水凝胶的其他有趣的性能如形状记忆效应也在传感与运动器件等方面有光明的应用前景。因此,对凝胶的高强度与可形状记忆性质的研究依旧非常必要。双网络凝胶(DN gel)作为一种高强度凝胶,其脆而刚性的第一层网络与软而韧的第二层网络赋予了其出色的力学性能。因此,本文的研究重点在于发展具有形状记忆效应的高强度的双网络水凝胶,主要内容分为以下两部分:(1)本文报道了一种可形状记忆的PDAC-PEG/P(AAm-co-AAc)高强度双网络水凝胶。其中,PEG作为第一层网络,聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(PDAC)作为分子支架嵌入到第一层网络中,而丙烯酰胺和丙烯酸的共聚物(P(AAm-co-AAc))则作为第二层网络,成功制备出具有出色拉伸性能的PDAC-PEG/P(AAm-co-AAc)双网络水凝胶。相比于第二层网络通常是中性组分的双网络水凝胶,该凝胶的第二层网络中引入了电解质(丙烯酸),这拓宽了双网络概念的应用范围。并且,基于丙烯酸上的羧基与Fe3+的络合作用,该双网络水凝胶被赋予了氧化还原诱导的形状记忆的性质。(2)本文报道了一种一锅法制备的基于明胶增强的明胶/聚丙烯酰胺双网络水凝胶。其中,物理交联的明胶(Gelatin)作为第一层网络,聚丙烯酰胺(PAAm)作为第二层网络,制备出的凝胶具有较强的拉伸和压缩性能。文中,我们研究了明胶含量、丙烯酰胺浓度以及交联剂浓度对凝胶拉伸性能的影响,以及凝胶的滞后和恢复现象。一锅法制备双网络水凝胶简化了制备过程也拓展了双网络概念的应用。
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