自修復納米復合水凝膠利用納米材料優(yōu)異的機械強度和較大的比表面積使水凝膠兼具突出的自我愈合性能,機械強度以及生物相容性。Janus納米材料作為具有獨特形貌或理化性質(zhì)的各向異性型功能材料,其在自修復納米復合水凝膠中的應用成為我們關(guān)注的焦點。本論文,以發(fā)展可設計Janus納米復合材料的Pickering乳液法為基礎,利用水包油的Pickering乳液體系制備了多種二氧化硅（SiO₂）基Janus復合納米片,將其復合于聚合物網(wǎng)絡之中成功制備了Janus納米復合自修復水凝膠。Janus納米材料的獨特結(jié)構(gòu)使所設計的納米復合水凝膠實現(xiàn)了多種可逆非共價鍵的協(xié)同統(tǒng)一,從而具有杰出的自愈合性能。具體內(nèi)容由以下三部分組成:1.水包油型Pickering乳液下原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）新型方法學研究。利用納米材料為乳化劑,發(fā)展具有較好穩(wěn)定和“活性”/可控性能的Pickering乳液體系是當前研究的熱點之一。通過三乙胺（TEA）與去離子水的混合溶液作為水相,曙紅Y、2-溴異丁酸乙酯（EBi B）以及甲基丙烯酸甲酯（MMA）的混合物作為油相,利用纖維素納米晶（CNCs）、SiO_... 

【文章來源】：魯東大學山東省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

（A）Poly(NIPAM-co-β-CD)與poly(NIPAM-co-β-CD)/CNT/PPY水凝膠的制備示意圖[17]

魯東大學碩士學位論文3圖1.2Zwitterionic水凝膠的制備示意圖[19]Figure1.2Preparationschematicofzwitterionichydrogel[19]由于金屬配體（M-L）絡合物的熱力學和動力學參數(shù)具有寬的調(diào)節(jié)范圍，使得M-L絡合物水凝膠的機械性能高度可調(diào)。此外，M-L相互作用對水分的敏感性較低，有利于其在自修復水凝膠制備方面的應用。Guan等人（圖1.3）報道了一種基于動態(tài)金屬-配體（鋅-咪唑）相互作用的自修復聚合物材料[20]�？梢酝ㄟ^改變主鏈/刷聚合度、刷密度以及配體/金屬比來調(diào)節(jié)材料的機械性能與自修復性能。所制備的自修復聚合物材料在沒有外界因素干擾的環(huán)境條件下展現(xiàn)出優(yōu)異的自愈合性能。隨著研究人員對藍貽貝以及其他海洋生物出色水下附著力的深入了解，功能性新材料不斷被設計與開發(fā)。貽貝類生物可通過多酚（例如3,4-二羥基苯基丙氨酸）強力地附著于礁石表面。兒茶酚及其類似物可在堿性條件下進行氧化共價交聯(lián)，并參與配位化學。以貽貝化學為靈感，基于可逆兒茶酚基團-金屬配位作用的水凝膠，由于其優(yōu)異的自修復性能、粘彈性、粘合性以及pH響應性引起了研究者們的廣泛關(guān)注[21-24]。Birkedal等人通過將兒茶酚基團衍生物（丹寧酸）添加到1-（2"-羧乙基）-2-甲基-3-羥基-4-吡啶酮與三價金屬離子通過配位作用所構(gòu)建的水凝膠網(wǎng)絡之中，制備得到機械強度可調(diào)的自修復水凝膠（圖1.4）�？赏ㄟ^改變雙交聯(lián)網(wǎng)絡水凝膠的pH值來調(diào)節(jié)其機械強度，在pH~9時水凝膠具有最大的機械強度（~434kPa）[25]。圖1.3基于動態(tài)金屬-配位作用水凝膠的自修復機理圖[20]Figure1.3Self-healingmechanismschematicofhydrogelbasedondynamicmetalligand[20]

魯東大學碩士學位論文3圖1.2Zwitterionic水凝膠的制備示意圖[19]Figure1.2Preparationschematicofzwitterionichydrogel[19]由于金屬配體（M-L）絡合物的熱力學和動力學參數(shù)具有寬的調(diào)節(jié)范圍，使得M-L絡合物水凝膠的機械性能高度可調(diào)。此外，M-L相互作用對水分的敏感性較低，有利于其在自修復水凝膠制備方面的應用。Guan等人（圖1.3）報道了一種基于動態(tài)金屬-配體（鋅-咪唑）相互作用的自修復聚合物材料[20]�？梢酝ㄟ^改變主鏈/刷聚合度、刷密度以及配體/金屬比來調(diào)節(jié)材料的機械性能與自修復性能。所制備的自修復聚合物材料在沒有外界因素干擾的環(huán)境條件下展現(xiàn)出優(yōu)異的自愈合性能。隨著研究人員對藍貽貝以及其他海洋生物出色水下附著力的深入了解，功能性新材料不斷被設計與開發(fā)。貽貝類生物可通過多酚（例如3,4-二羥基苯基丙氨酸）強力地附著于礁石表面。兒茶酚及其類似物可在堿性條件下進行氧化共價交聯(lián)，并參與配位化學。以貽貝化學為靈感，基于可逆兒茶酚基團-金屬配位作用的水凝膠，由于其優(yōu)異的自修復性能、粘彈性、粘合性以及pH響應性引起了研究者們的廣泛關(guān)注[21-24]。Birkedal等人通過將兒茶酚基團衍生物（丹寧酸）添加到1-（2"-羧乙基）-2-甲基-3-羥基-4-吡啶酮與三價金屬離子通過配位作用所構(gòu)建的水凝膠網(wǎng)絡之中，制備得到機械強度可調(diào)的自修復水凝膠（圖1.4）�？赏ㄟ^改變雙交聯(lián)網(wǎng)絡水凝膠的pH值來調(diào)節(jié)其機械強度，在pH~9時水凝膠具有最大的機械強度（~434kPa）[25]。圖1.3基于動態(tài)金屬-配位作用水凝膠的自修復機理圖[20]Figure1.3Self-healingmechanismschematicofhydrogelbasedondynamicmetalligand[20]


本文編號：3549586