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高强度和自修复PAA-co-PAM/Gelatin双物理网络水凝胶的制备及性能研究

程勇博  王启  王磊  马爱洁  
【摘要】:针对传统的双网络(DN)水凝胶由于缺乏有效的动态交联机制,从而很难同时实现高强度和自愈合性能的问题。文中设计制备了具有双物理网络的水凝胶聚丙烯酸-co-丙烯酰胺/明胶(PAA-co-PAM/Gelatin),在所制备的凝胶中,聚丙烯酸-co-丙烯酰胺分子链以氢键交联作为第一网络,明胶通过分子链螺旋化交联作为第二网络。分别考察了不同丙烯酸-丙烯酰胺浓度及明胶含量对DN凝胶的力学性能和自修复性能的影响。实验结果表明:当丙烯酸-丙烯酰胺总浓度为5mol·L~(-1),明胶的质量分数为30%时,制备的水凝胶性能最佳,其弹性模量可达361.8kPa,断裂强度和断裂伸长率分别为605.3kPa和835%,冲击强度和耗散能分别为4.26MJ·m~(-3)和806.5kJ·m~(-3),自修复效率大于70%。所制备的PAA-co-PAM/Gelatin凝胶兼具良好的力学强度和自愈合性能,能够在4h内快速修复表面划痕。

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