酰腙基复合铁离子高强度水凝胶的制备及力学性能研究

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高强度水凝胶在可穿戴器件、传感器、组织工程等领域有着巨大的应用潜力。近二十年来,科学家们采取了许多策略来增强水凝胶的力学性能。但这些方法的往往会使凝胶制备过程变的复杂。其次,由于能量耗散过程中断裂网络难以进行高效重建,高强度水凝胶在形变后容易疲软,难以恢复成原状,这会导致水凝胶在反复使用后其力学性能受到很大影响,甚至丧失原有的力学强度和功能。因此,发展简单有效地水凝胶增强策略及提高水凝胶的恢复能力是十分必要的。提高水凝胶自修复能力是延长其使用寿命最有效地方法之一。但自修复材料的交联作用力是动态可逆的,会影响到水凝胶的力学性能。 “高力学强度”和“高效修复性能”的水凝胶难以同时满足。针对上述问题,以制备新型高力学强度水凝胶并提高其性能可靠性和延长其使用寿命为目标,采用酰腙键制作水凝胶保证较好的力学性能,并通过Fe3+的调控使水凝胶基体形成更多离子键有利于增强力学性能的同时还可以兼顾高韧性和快速自恢复能力。用马来酸二酰肼,间苯二甲醛和少量三醛基间苯三酚在DMSO溶液中进行聚合再加入不同比例的Fe3+水溶液进行反应,来制备一类新型的具有高强度、高韧性及优异弹性恢复性能的水凝胶。