【摘要】：形變智能高分子的自主響應性對仿生智能材料的發(fā)展具有重要意義,針對目前形變智能高分子不能實現(xiàn)自主、循環(huán)彎曲-伸展形變的難題,本文以化學振蕩反應為刺激源,以雙層凝膠為對象,基于水凝膠的響應性差異,設計、合成具有自主、循環(huán)、可逆彎曲-伸展形變的智能高分子體系。(1)分別制備了具有不同pH刺激響應性的聚(丙烯酸-co-N,N-二甲基丙烯酰胺)水凝膠(P(AA-co-DMA)gel)和聚N,N-二甲基丙烯酰胺納米復合水凝膠(PDMA NC gel)。考察了單體濃度、單體摩爾比對P(AA-co-DMA)gel的拉伸性能的影響以及單體摩爾比和pH值對其響應性能的影響;同時,考察了SiO_2的含量對PDMA NC gel的拉伸性能的影響以及不同pH值的緩沖溶液對水凝膠響應性能的影響。(2)利用P(AA-co-DMA)gel中的PDMA高分子鏈與PDMA NC gel中的SiO_2之間的氫鍵作用實現(xiàn)水凝膠間的組裝,并且考察SiO_2的含量對凝膠間粘結性能的影響。進一步探究外界pH值和P(AA-co-DMA)gel的單體摩爾比對水凝膠彎曲形變的影響。制備一系列的雙層或多層水凝膠驅動器,在不同的溶液中完成指定的彎曲動作,例如“拱橋”、仿“八爪魚”運動,“花瓣”以及空心結構的“長方體”-“南瓜”。(3)在連續(xù)流動攪拌反應器中,構建Na_2S_2O_4-H_2O_2(HPD)pH振蕩體系,探究流速、溫度、攪拌速率對振蕩體系的振蕩周期、振蕩幅度、高pH值以及低pH值持續(xù)時間的影響。結合具有pH響應性差異的P(AA-co-DMA)-PDMA NC雙層水凝膠,構建了水凝膠的自主、循環(huán)、可逆彎曲體系。
【圖文】：

湖南理工學院碩士學位論文 第1章 緒 論下，凝膠產(chǎn)生不連續(xù)膨脹；撤去紫外光，凝膠收縮。1.2 高力學性能水凝膠由于智能水凝膠優(yōu)異的力學性能有利于水凝膠在軟驅動器和傳感器等領域的應用，而吸引許多專家學者致力于提高水凝膠材料的力學性能。現(xiàn)階段，高力學性能水凝膠主要有以下幾種：納米復合水凝膠[31-45]，雙網(wǎng)絡水凝膠[46-52]，拓撲水凝膠[53,54]，大分子微球復合水凝膠[55-57]，兩性聚電解質水凝膠[58-60]。1.2.1 納米復合水凝膠納米復合水凝膠（Nanocomposite gel，簡稱 NC 凝膠）是由 Haraguchi 首次制備報道的。該類水凝膠一般是單體在納米顆粒的水分散液中原位聚合而成。常用的納米粒子包括氧化石墨烯[31-34]、粘土 Laponite（鋰藻土）[35-40]、二氧化硅[41,42]、二氧化鈦[43]、納米碳管[44,45]在水凝膠的網(wǎng)絡中，納米粒子會與高分子鏈間相互作用形成獨特的有機/無機交聯(lián)結構。

onite（鋰藻土）[35-40]、二氧化硅[41,42]、二氧子會與高分子鏈間相互作用形成獨特的圖 1-1 NC 水凝膠網(wǎng)絡結構示意圖[43]為單體，以 N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺為化合，制備出 PAA-clay-BIS 納米復合水凝提高水凝膠的拉伸強度和拉斷伸長率。度約為 0.05 MPa，加入納米粘土后，（A3 的 6 倍；而且斷裂伸長率也遠高于之前
【學位授予單位】：湖南理工學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TQ427.26;TB391

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本文編號：2702672