PBA微球增韌物理交聯(lián)雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠的制備.pdf

1、水凝膠是一種具有高吸水性能，且不會(huì)被水溶解的濕而軟的材料。這種材料由大量的水和親水的三維聚合物網(wǎng)絡(luò)組成，其結(jié)構(gòu)與生物組織非常相似，因此，水凝膠在生物醫(yī)藥，傳導(dǎo)釋放，醫(yī)療器械，組織工程等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。然而，水凝膠在某些需要高機(jī)械性能的領(lǐng)域，例如，軟骨，肌腱等，由于水凝膠較差的機(jī)械性能限制了其應(yīng)用。雖然人們已經(jīng)進(jìn)行了很多的相關(guān)研究，但依然有很多問題需要解決，如抗疲勞性的提高等。
　　雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠(DN hydrogels)是通過

2、組合兩個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)而合成的一類水凝膠。它具有優(yōu)異的機(jī)械性能，如強(qiáng)度和韌性。然而，傳統(tǒng)的雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠具有很大的限制：一個(gè)是作為“犧牲鍵”的第一網(wǎng)絡(luò)在破壞后無法恢復(fù)；另一個(gè)是合成過程步驟繁雜，且難以很好的控制。這些問題都需要進(jìn)一步解決。
　　在本文中，我們以具有溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變特性的明膠(geltain)作為水凝膠的第一網(wǎng)絡(luò)，它既能夠?yàn)樗z加載時(shí)提供能量損耗，又具有物理網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的可恢復(fù)性。同時(shí)，以乳液微球(MMs)作為疏水締合交聯(lián)中心

3、的疏水締合網(wǎng)絡(luò)作為第二網(wǎng)絡(luò)，它能夠有效的提高雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠的強(qiáng)韌性。以此為模型，一個(gè)完全由物理網(wǎng)絡(luò)組成的雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)水凝膠被制備，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：1.明膠的引入有效的改變了水凝膠的網(wǎng)絡(luò)類型，螺旋物理交聯(lián)的明膠網(wǎng)絡(luò)作為“犧牲鍵”有效的提高了水凝膠在加載時(shí)的能量損耗，使水凝膠強(qiáng)韌性增加；2.疏水性的乳液微球引入水凝膠體系，能夠使水凝膠的韌性增強(qiáng)，以疏水性微球?yàn)橹行牡氖杷喓献饔媚軌蛟谕饬Φ淖饔孟路蛛x（解除吸附作用）并重組，這一過程使水凝膠的內(nèi)部網(wǎng)

4、絡(luò)分布更均勻，能夠很好的耗散能量，從而獲得優(yōu)異的機(jī)械性能；3.乳液微球的含量、粒徑，疏水單體的含量，明膠的含量對水凝膠的性能都具有影響，在明膠含量為10mg/mL，乳液微球(粒徑422.3 nm)、疏水單體，分別是AAm含量的1.0wt%和0.3mol%時(shí)，水凝膠獲得最優(yōu)性能，包括伸長率2100%、強(qiáng)度1.49MPa及斷裂能8.83MJ/cm3；4.在水凝膠樣品的多次拉伸（伸長率500%）和壓縮實(shí)驗(yàn)（壓縮形變90%）中，水凝膠的強(qiáng)度和損