双网络水凝胶的机械性能研究

摘要

本文在分子动力学和蒙特卡洛模拟的分子模拟基础上,利用PEO SN和PAA SN两种单网络水凝胶聚合成PEO-PAA DN水凝胶进行水凝胶的性能研究。通过给出机械性能评估模型,利用单轴模拟拉伸的方法将DN水凝胶沿 轴拉伸,绘制了DN水凝胶的应力应变曲线,发现应变大于100%时,DN水凝胶的应力开始发生突变,同时模拟得出两种SN水凝胶网络呈现协同效应。为了进一步探究这一现象,从能量的角度分析,发现PEO-PAA DN水凝胶应力变化的主要原因在于键拉伸能和角弯曲能这两个因素。此外,分子量较小的PEO网络在DN水凝胶中以100%应变就可以达到了完全伸展,即分子量值较小的组分对DN水凝胶的机械强度起主导作用。因此,综上所述可以通过控制每层网络的分子量来提高双网络水凝胶的机械强度。