基于多種交聯(lián)方式的高強度水凝膠的制備及性能研究.pdf

1、水凝膠是一種具備高含水量的柔性材料，由于其三維網(wǎng)絡(luò)狀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與生物體細胞間質(zhì)及生物組織的結(jié)構(gòu)極為相似，而展現(xiàn)出良好的生物相容性和類生物特性，因此在組織工程修復(fù)、藥物輸送等生物醫(yī)學(xué)方面有著極其廣泛的應(yīng)用前景。目前傳統(tǒng)高分子水凝膠的力學(xué)性能都較差，限制了其在這一領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。為解決這一難題，本論文將采取多種交聯(lián)方式相結(jié)合的策略構(gòu)建更為有效的聚合物網(wǎng)絡(luò)能量耗散機制，從而提高水凝膠的力學(xué)性能。
　?。?）將復(fù)合水凝膠制備方法應(yīng)用到共價鍵

2、與離子鍵交聯(lián)的雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠中，將兩種水凝膠的優(yōu)勢相結(jié)合，制備出同時含有物理吸附、離子鍵、共價鍵交聯(lián)方式的四種Nanoparticles/Alginate/Am納米復(fù)合雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠，大幅度提高水凝膠的強度和拉伸性能。在制備過程中采用了陽離子溶液浸泡的方法使天然大分子鏈之間形成離子鍵，避免了傳統(tǒng)直接反應(yīng)的制備方法中反應(yīng)不均勻、容易產(chǎn)生凝膠缺陷等問題，提高了水凝膠的成型質(zhì)量，從而加強了水凝膠的力學(xué)性能。然后通過一系列測試表征，根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果討論

3、分析了四種不同納米材料的不同的增強作用與機理。同時，對水凝膠進行了動態(tài)力學(xué)和細胞毒性的分析與檢測，考察了這種水凝膠作為組織修復(fù)材料的可能性。
　?。?）為了解決離子鍵交聯(lián)水凝膠在含有大量陰離子的電解質(zhì)溶液中力學(xué)性能急劇衰減的問題，在之前雙交聯(lián)方式的基礎(chǔ)上，本論文采用了一種新型的制備方法即自由基聚合、熱處理結(jié)晶、陽離子浸泡相結(jié)合的方法，制備出了同時含有共價鍵交聯(lián)、離子鍵交聯(lián)、微晶體交聯(lián)的PVA/AM/MA聚合物水凝膠，使三種交聯(lián)方式

4、在聚合物網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部協(xié)同作用，增強了水凝膠抵抗外力的能量耗散機制，大幅度增強了水凝膠的力學(xué)性能，并且在含有大量陰離子的電解質(zhì)溶液中具備出色的穩(wěn)定性。經(jīng)實驗證明，這種同時含有三種交聯(lián)方式的水凝膠可以達到超高的拉伸強度(8MPa)，良好的斷裂伸長率(600％），以及在磷酸鹽緩沖液中浸泡12小時后依然能保持91%的拉伸強度的穩(wěn)定性。同時為檢測水凝膠的細胞毒性，我們對這種材料做了細胞培養(yǎng)測試，對照結(jié)果表明不影響細胞的正常生長。
　　本論文的創(chuàng)

5、新之處：
　　1、將納米復(fù)合水凝膠與雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠的策略相結(jié)合，利用四種不同的納米粒子增強雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠的聚合物結(jié)構(gòu)強度，制備了含有物理吸附、離子鍵、共價鍵交聯(lián)方式的納米復(fù)合雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠，并研究了不同的納米粒子對聚合物雙網(wǎng)絡(luò)體系的增強機制。
　　2、通過自由基聚合、熱處理結(jié)晶、陽離子浸泡相結(jié)合的方法，制備出了同時含有共價鍵交聯(lián)、離子鍵交聯(lián)、微晶體交聯(lián)的PVA/AM/MA聚合物水凝膠，在大幅度提高水凝膠力學(xué)性能的同時賦予了水凝膠在