离子和pH响应润滑水凝胶的制备和表征

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1、分类号：Ｏ６３１单位代码：１０１８３研究生学号：２０１５３３２１７８密级：公开吉林大学硕士学位论文学术学位（）离子和ｐＨ响应润滑水凝胶的制备和表征Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｉｏｎａｎｄｓｐｅｒｅｓｐｏｎｓｅｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇｈｙｄｒｏｇｅｌ作者姓名：姜钧天专业：高分子化学与物理研究方向：仿生高分子材料与界面指导教师：宋文龙副教授培养单位：吉林大学化学学院２０１８年１０月离子和pH响应润滑水凝胶的制备和表征Preparationa

2、ndcharacterizationofionandpHresponselubricatinghydrogel作者姓名：姜钧天专业名称：高分子化学与物理指导教师：宋文龙副教授学位类别：理学硕士答辩日期：2018年12月3日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人均不得对本论文的全，部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，

3、是本人在指导教师的指导下，’独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄所作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：匀ｔ日期：Ｚ以年Ｇ月＃日又摘要离子和pH响应润滑水凝胶的制备和表征论文作者：姜钧天指导教师：宋文龙副教授专业名称：高分子化学与物理摘要超分子单体通过特定的、定向的、动态的非共价相互作用形成交联网络，形成了超分子水凝胶。超分子水凝胶表现出很多优异

4、的性能，如刺激响应性和自愈性等。其主要应用有人工软骨替代物、超吸附材料、储存媒介以及生物医学中的药物释放载体等。因其良好的生物相容性，并且可以有选择的模仿人体组织的粘弹性，超分子水凝胶在生物医药领域，特别是仿生人工软骨的制备领域有广阔的应用前景。关节软骨能够在高接触压力条件下实现超低表面摩擦特性。然而随着年龄的增长或是病变的发生，关节内的液体环境将会随之发生改变，特别是关节滑液的离子种类或pH会发生变化，从而使软骨组织物理化学特性（如润滑能力和抗磨损能力）减弱。因此如何设计实现材料在离子种类或是pH变化的条件下，依然保持润滑的特性就显得尤

5、为重要。本论文设计了高强度水凝胶和离子响应的超分子水凝胶协同体系，通过调控水凝胶材料离子种类和带电状态以实现对水凝胶表面润滑的调控。首先本论文设计制备了一种复合水凝胶，其结合高强度聚丙烯酰胺-聚乙烯醇双网络水凝胶和具备离子/pH响应的壳聚糖-锌离子超分子网络。一方面双网络高强度水凝胶聚丙烯酰胺-聚乙烯醇可以给予复合水凝胶良好的力学支撑，另一方面离子/pH响应壳聚糖-锌离子体系能在外部pH和离子种类发生变化的时候发生凝胶溶胶转换，使水凝胶可以在受到摩擦时发生表面自润滑，并且具有良好的可逆特性。另外本论文还通过引入不同价态的金属离子，使复合水

6、凝胶中壳聚糖-锌离子体系发生凝胶溶胶转换，达到水凝胶表面润滑可逆调控的目的，这种高强度离I摘要子响应润滑水凝胶大大增强了仿生软骨的稳定性和环境适应性，具有广泛的医学前景。综上本论文通过组合高强度水凝胶与具备离子/pH响应的超分子体系，设计制备了一种具有离子/pH响应自润滑能力的高强度水凝胶，该工作为具有自润滑能力的仿生软骨的制备提供了一种新的思路。关键词：水凝胶，离子响应，pH响应，高强度，表面润滑IIAbstractPreparationandcharacterizationofionandpHresponselubricatinghy

7、drogelAuthor:JuntianJiangAdvisor:WenlongSongAssociateProfessorMajor:PolymerChemistryandPhysicsAbstractThesupramolecularmonomerformsacrosslinkednetworkthroughspecific,directed,dynamic,non-covalentinteractions.Supramolecularhydrogelsexhibitmanyexcellentpropertiessuchasstimu

8、liresponsivenessandself-healingproperties.Itsmainapplicationsareartificialcartilagesubstitutes,s