基于超分子作用的智能高分子水凝胶

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2、材料技术与工程研究所．、，‘‘学位类别：．王程硕壬学科专业＾；化学工程。＿—ｆ—培养单位＾：中国科学院宁波材料技术与工程研究所￣■＇■＇？一Ａ．－＇’＾■．－■－，＊Ｖ／．，—■＇，，Ｉ－一■＞．－、、’？－ｔ．－…一—－＊■＿．■一＂－－’－■＞一作■—１：／．—＇一：／苗六年五巧ｗ‘＇一－‘－■■也、？■＊一‘，？．

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4、olecularInteractionsByJingZhengADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofChemicalEngineeringNingboInstituteofMaterialsTechnology&Engineering,ChineseAcademyofSciencesMay,2016摘要

5、摘要高分子水凝胶是一种由亲水性聚合物、共聚物或者聚电解质构成的高分子网络。由于其网络结构的亲水性，水凝胶通常含有大量水分，并且有些水凝胶可以对温度、pH、电场和离子强度等外界刺激发生响应。同时水凝胶材料在结构上和自然界中构成生物体的材料极为相近，甚至绝大部分生物体的构成材料也可以被看作是水凝胶。这种生物体的相似性使得水凝胶成为一种很好的生物相容性材料。基于这种刺激响应性和生物体相似性及生物相容性，水凝胶在生物医用材料，仿生材料，智能器件等领域有非常重要的研究价值和应用价值。在本文中，我们通过将超分

6、子化学和水凝胶的构筑相结合，制备新型的自修复水凝胶，提升其性能；构筑新型的水凝胶驱动体系，拓展其应用范围。现将研究结果总结如下：1.通过聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯（PDMAEMA）高分子刷功能化的二氧化硅纳米颗粒作为超分子交联剂制备聚丙烯酸（PAA）基的纳米复合水凝胶，基于PDMAEMA聚合物阳离子和PAA聚合物阴离子间的静电相互作用，该水凝胶在具有良好机械性能的同时还具有优异的自修复功能，为解决自修复水凝胶机械性能较差的问题提供了一种新的思路。2.构筑一层为聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PN

7、IPAM）网络，另一层为丙烯酸-丙烯酰胺共聚（PAAc/AAm）网络的双层结构凝胶。由于PNIPAM和PAAc/AAm凝胶网络中的氢键结构对温度响应性相反，这种双层水凝胶可以在无水的环境中，通过水凝胶内部水分子的定向运动实现响应，突破了传统双层水凝胶体系只能在水下响应的限制。关键词：智能水凝胶；超分子作用；自修复；驱动器IABSTRACTABSTRACTPolymerhydrogelsarecrosslinkednetworksthatarecomposedofhydrophilicpolymer

8、s,copolymersorpolyelectrolytes.Duetothenetworkstructureandthehydrophilicnature,hydrogelusuallycontainsalargeamountofwaterandisabletoresponsetomanykindsofexternalstimulisuchastemperature,pH,electricfield,ionicstrengthandetc.Meanwhile,hydrogelis