形狀記憶自修復(fù)水凝膠的制備及性能研究.pdf

1、智能水凝膠在實(shí)際應(yīng)用中具有巨大的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。目前研究者對(duì)同時(shí)具有自修復(fù)和形狀記憶兩種功能的水凝膠的研究較少。多巴胺與Fe3+的配位作用廣泛存在于自然界中并具有很高的締合常數(shù)和可逆性，能夠賦予聚合物許多新穎的性質(zhì)，如:多重刺激響應(yīng)性、自修復(fù)性以及形狀記憶性?；诖?，我們利用多巴胺與Fe3+的金屬配位作用和化學(xué)交聯(lián)作用，制備了4 arm PEG-Dopa-Fe3+水凝膠。此外，我們還將4 arm PEG-Dopa氧化制得了c-4 a

2、rm PEG-Dopa水凝膠。
　　在論文第二章，通過取代反應(yīng)、水解反應(yīng)及酰胺偶聯(lián)反應(yīng)制備了4 armPEG-Dopa-Fe3+水凝膠。通過傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)以及核磁共振氫譜(1H-NMR)證實(shí)了4 arm PEG-Dopa的化學(xué)結(jié)構(gòu)，紫外可見吸收光譜圖(UV-vis)和拉曼光譜證明了4 arm PEG-Dopa與Fe3+之間的存在金屬配位作用及化學(xué)交聯(lián)作用。通過流變儀以及萬能材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)水凝膠的流變性能以及力學(xué)

3、性能進(jìn)行了考察，結(jié)果顯示水凝膠具有很好的力學(xué)性能，且水凝膠pH值的大小以及Fe3+的含量都會(huì)對(duì)其力學(xué)性能產(chǎn)生影響。Fe3+的含量越多，凝膠抗拉強(qiáng)度越大但伸長(zhǎng)率越差，且當(dāng)pH值為9時(shí)，凝膠力學(xué)性能最好。
　　在論文第三章，我們通過調(diào)節(jié)水凝膠中Fe3+的含量來控制物理交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)的比例，通過流變測(cè)試以及拉伸測(cè)試考察水凝膠的自修復(fù)性能，以及探究了Fe3+的含量對(duì)其形狀記憶功能的影響。結(jié)果顯示，水凝膠具有很好的自修復(fù)功能并且凝膠中Fe3

4、+的含量越多其自修復(fù)性能越差，調(diào)控水凝膠pH值的大小能夠?qū)崿F(xiàn)形狀記憶功能，其中，Dopa與Fe3+的摩爾比為1∶0.8的水凝膠同時(shí)具有優(yōu)異的自修復(fù)及形狀記憶性能，并擁有較好的力學(xué)性能。
　　在論文第四章，我們使用高碘酸鈉(NaIO4)將4 arm PEG-Dopa氧化并形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，制得c-4 arm PEG-Dopa水凝膠，通過紫外可見吸收光譜圖(UV-vis)證實(shí)了材料氧化反應(yīng)的發(fā)生。通過X射線衍射(XRD)，差示量熱掃描儀