高强度pH响应性超分子共聚物水凝胶

摘要

本文通过一步法采用 N-丙烯酰基甘氨酰胺（NAGA）和2-乙烯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪（VDT）两种双氢键单体，简单方便地制备了高强度pH响应性超分子聚合物水凝胶PNAGA-PVDT。在PNAGA-PVDT共聚物水凝胶中，NAGA组分提供的分子间氢键交联主要负责提高材料的强度，而VDT组分形成的氢键主要提供pH响应性。在pH3溶液中，VDT组分氨基质子化破坏了部分分子间氢键，PNAGA-PVDT水凝胶的力学强度显著降低，而溶胀性能提高。而在pH7.4的溶液中，由于聚合物分子间氢键的重建，PNAGA-PVDT共聚物水凝胶显示较高的力学强度。在所选择的pH范围内，PNAGA-PVDT共聚物水凝胶的拉伸强度最高达1.25 MPa，断裂伸长率达到845％，杨氏模量为69kPa，压缩强度达到21 MPa。这种具有高强度和pH响应性的PNAGA-PVDT共聚物水凝胶在生物医用和工业生产等领域具有潜在的应用前景。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 高强度水凝胶增强方法及其研究进展

1.2.1 化学交联增强水凝胶

1.2.2 网络增强水凝胶

1.2.3 拓扑增强型水凝胶

1.2.4 纳米粒子增强的水凝胶

1.2.5 主客体相互作用增强水凝胶

1.2.6 氢键增强水凝胶

1.2.7 超分子水凝胶

1.2.8 多种物理作用增强水凝胶

1.3 刺激响应性水凝胶及其研究进展

1.3.1 pH响应性水凝胶

1.3.2 温度响应性水凝胶

1.3.3 电场响应性水凝胶

1.3.4 化学物质响应性水凝胶

1.3.5 磁场响应性水凝胶

1.4 论文工作的提出

第2章 PNAGA-PVDT共聚物制备与表征

2.1 实验部分

2.1.1 实验药品和仪器

2.1.2 N-丙烯酰胺基甘氨酰胺（NAGA）的合成

2.1.3 PNAGA-PVDT水凝胶的合成

2.1.4 PNAGA-PVDT共聚水凝胶的FTIR表征

2.1.5PNAGA-PVDT共聚水凝胶的1H NMR表征

2.2 结果与讨论

2.2.1 FTIR谱图分析

2.2.21H NMR谱图分析

2.3本章结论

第3章 PNAGA-PVDT水凝胶力学性能以及pH响应的研究

3.1 实验部分

3.1.1 不同pH的溶液配制

3.1.2 平衡含水量的测定

3.1.3 拉伸性能测试

3.1.4 压缩性能测试

3.1.5 动态力学分析

3.2 结果与讨论

3.2.1 中性条件下，PNAGA-PVDT水凝胶力学性能

3.2.2 中性条件下，PNAGA-PVDT水凝胶的动态力学分析

3.2.3 酸性条件下，PNAGA-PVDT水凝胶力学性能

3.2.4 酸性和中性条件下，PNAGA-PVDT水凝胶压缩性能

3.2.5 PNAGA-PVDT水凝胶高强度以及pH响应机理

3.3 本章结论

第4章 全文结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢