离子双交联海藻酸钠/聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)高强度水凝胶的研究

摘要

利用海藻酸盐分子和共聚物链上丰富的羧基与多价金属离子的高配位能力,采用"一步法"离子双交联制备了高强度、高韧性的海藻酸钠/聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)-Fe3+(S/P-Fe3+)双网络水凝胶.对浸泡多种金属离子(Na+、Ca2+、Cu2+、Al3+、Fe3+)溶液得到的金属离子双交联水凝胶的力学性能展开研究,结果表明,随着金属离子价态的升高,水凝胶的力学强度逐渐增大,其中铁离子的增强效果最好.通过优化SA含量、AAc与AAm的比例以及Fe3+浓度,获得最佳配比的S/P-Fe3+(SA 2％(质量分数,下同),AAc 5％(摩尔分数,下同)和Fe3+0.06 mol/L)高强度水凝胶,其力学性能优越(拉伸强度3.24 MPa,断裂伸长率1228％),同时该离子双交联高强度水凝胶还具有高的含水量(76％).此外,S/P-Fe3+水凝胶的交联强度受环境影响,通过pH值变化可调节其力学性能,使其具备形状记忆性.