双物理交联琼脂/聚丙烯酸-Fe 3+ 高韧性自修复水凝胶的制备与性能研究

发布时间：2024-06-01 20:24

　　自然界中的大部分生物都是由软材料构成的,水凝胶是一种具有三维网状结构的特殊软材料。水凝胶作为一种高分子材料,由于具有亲水性、生物相容性、软而韧等这些性能,在人体软骨组织材料替代领域有很大前景。双网络水凝胶由于其独特的三维结构和高保水保湿性,在生物组织工程应用领域引起广泛关注,但是传统的双网络水凝胶是化学交联制备而成,且制备过程复杂,由于化学交联的不可逆性,水凝胶的修复性能较差,制约着水凝胶在生物组织工程方面的应用0因此,制备方法简单具有自修复性能的高强度水凝胶具有重要意义。本论文基于全物理交联水凝胶概念,通过氢键琼脂(Agar)交联形成第一网络,在离子络合反应作用下,多价金属离子与聚丙烯酸(PAAc)聚合物分子链交联形成第二网络。采用"一锅法"制备具有优秀自愈合性能的琼脂/聚丙烯酸-Fe³⁺(Agar/PAAc-Fe³⁺)高强度双网络水凝胶。通过拉力试验机、旋转流变仪测试了材料的力学性能和修复性能,并对材料的破坏机理、愈合机理进行了探讨;利用扫描电镜观察Agar/PAAc-Fe³⁺双网络水凝胶的微观三维形态结构。实验结果...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 水凝胶的分类
        1.1.1 天然水凝胶
        1.1.2 合成水凝胶
        1.1.3 半合成水凝胶
    1.2 高强度双网络(ND)水凝胶
    1.3 自愈合水凝胶
    1.4 智能水凝胶
        1.4.1 pH响应型水凝胶
        1.4.2 离子敏感型水凝胶
        1.4.3 温度敏感型水凝胶
        1.4.4 光响应水凝胶
    1.5 水凝胶的应用领域
    1.6 研究目、内容以及研究意义
第二章 实验部分
    2.1 实验主要原料
    2.2 实验主要仪器
    2.3 水凝胶的制备
    2.4 测试与表征
        2.4.1 力学性能测试
        2.4.2 抗疲劳修复性能测试
        2.4.3 微观形貌分析
        2.4.4 动态自修复性能测试
        2.4.5 宏观自愈合性能测试
        2.4.6 溶胀度测试
第三章 Agar/PAAc-Fe³⁺双网络水凝胶的高韧性与破坏原理
    3.1 前言
    3.2 多价金属离子对Agar/PAAc水凝胶力学性能的影响
    3.3 Agar/PAAc-Fe³⁺双网络水凝胶的力学性能
    3.4 双物理交联Agar/PAAc-Fe³⁺水凝胶的破坏原理
    3.5 双物理交联Agar/PAAc-Fe³⁺水凝胶的微观形貌
    3.6 本章小结
第四章 Agar/PAAc-Fe³⁺双网络水凝胶的自修复性能
    4.1 前言
    4.2 Agar/PAAc-Fe³⁺双网络水凝胶的微观自修复性能
    4.3 Agar/PAAc-Fe³⁺双网络水凝胶的宏观自愈合性能
    4.4 本章小结
第五章 Agar/PAAc-Fe³⁺双网络水凝胶的pH响应性
    5.1 前言
    5.2 Agar/PAAc-Fe³⁺双网络水凝胶的pH响应性
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录



本文编号：3986411