导　　师： 童真

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 水凝胶因其优异的力学性能和多种多样的功能性,在生物医学、石油化工、农业土建等领域具有广泛的应用前景。这些实际应用要求水凝胶具有综合的力学性能和功能性。但是,目前为止,大多数高力学性能水凝胶缺乏足够的功能性,功能水凝胶材料的力学性能又普遍偏低,难以满足实际应用的需求。因此,本工作的主要思路是:在传统的PAA水凝胶中引入可逆的离子交联网络,制备出兼具高力学性能和功能性的PAA水凝胶。本工作的主要内容和结果如下:1.通过两步法制备了一种GO和Fe3+双交联的多重形状记忆高强度自修复PAA-GO-Fe3+水凝胶。通过分别浸泡在FeCl3/HCl溶液、纯水或HCl溶液中,PAA-GO-Fe3+水凝胶的拉伸强度能够可逆的提高或降低。基于这种可逆的强度变化,通过改变浸泡溶液和浸泡时间,PAA-GO-Fe3+水凝胶能够实现可重复的四重形状记忆过程。此外,该水凝胶还具有优异的自修复性能和导电性能。2.我们提出了一种便捷的粘贴方法制备双层或多层水凝胶驱动器。Clay与BIS的协同交联作用,赋予了PAA-Clay水凝胶优良的力学性能和粘结性能。浸泡在FeCl3/HCl溶液中形成新的PAA-Fe3+交联网络,PAA-Clay-Fe3+水凝胶的力学性能显著提升。交联密度的差异使PAA-Clay水凝胶与PAA-Clay-Fe3+水凝胶具有不同的溶胀度和溶胀速率,因此,通过改变浸泡溶液的pH或离子强度,双层水凝胶能够实现可调控的双向弯曲。3.利用CS分子链与PAA链之间可逆的离子相互作用,合成了一种兼具力学性能、自修复性能和抗菌性能的PAA-CS复合水凝胶。抗菌测试表明:PAA-CS复合水凝胶对大肠杆菌具有良好的抑制作用。经过简单的浸泡过程,由于新的交联网络(CS缠结网络、PAA-Fe3+交联网络)的形成,PAA-CS复合水凝胶能够转化为高强度的双网络水凝胶,在力学性能增强的同时,实现在溶液中的自修复。更多还原

关 键 词： 聚丙烯酸 铁离子 高强度 自修复 形状记忆 驱动器 抗菌

领　　域： []