本文主要研究内容
作者袁涛（2019）在《基于聚电解质复合物的高强度自修复水凝胶》一文中研究指出：高强度高拉伸的聚合物材料在可拉伸或可穿戴的电子器件、制动器、组织工程等领域具有广泛的应用前景。然而,很难制备出同时具有高的机械强度和拉伸性能的聚合物材料,因为材料的这些性质通常是相互矛盾的。此外,聚合物材料在反复使用过程中会不可避免地受到损伤,使材料丧失原有的性能,缩短材料的使用寿命。赋予聚合物材料自修复性能和可循环利用性能,可以延长材料的使用寿命、降低原材料的消耗和减少对环境造成的污染。本论文旨在通过简单的溶液复合的方法,快速地制备兼具高的拉伸强度、拉伸性能和韧性以及优异的自修复和可循环利用性能的高性能聚合物水凝胶。1.我们通过将带相反电荷的聚二甲基二烯丙基铵盐酸盐(PDDA)与支化聚乙烯亚胺(PEI)的混合物溶液(PDDA/PEI)和聚苯乙烯磺酸钠(PSS)与聚丙烯酸(PAA)的混合物溶液(PSS/PAA)复合,然后将复合物塑形、干燥并吸水饱和,制备了高强度高拉伸的自修复可循环利用水凝胶。具有原位形成的PDDA-PSS纳米粒子的(PDDA/PEI)-(PSS/PAA)凝胶的拉伸强度、断裂应变和韧性分别为1.26±0.06 MPa、2434.2±150.3%和19.53±0.48 MJ/m3,它们分别是PEI-PAA凝胶的2.4倍、1.8倍和5.2倍。得益于静电和氢键作用的可逆性,(PDDA/PEI)-(PSS/PAA)凝胶可以在室温下水中有效地修复损伤,恢复其原有的机械性能。此外,(PDDA/PEI)-(PSS/PAA)凝胶在干燥和磨成粉末后,在水的存在下可以在室温下被循环利用。2.我们通过简单的复合PAA溶液和PEI与芘丁酸(PYA)的复合溶液(PEI-PYA)的方法,制备了同时具有高的拉伸强度和拉伸性能以及优异的自修复和可循环利用性能的水凝胶。在复合过程中原位组装形成的多级PYA纳米纤维可以同时提高所制备的PAA/PEI-PYA凝胶的拉伸强度和拉伸性能,使凝胶的拉伸强度、断裂伸长率和韧性分别高达1.13±0.04 MPa、2969.9±153.8%和18.17±0.86 MJ/m3,它们是PAA/PEI凝胶的2.2倍、2.1倍和4.8倍。同时,由于静电和氢键作用是可逆的,PAA/PEI-PYA凝胶可以在室温下高效地修复损伤及循环利用。该体系也被进一步扩展到制备具有多级9-蒽甲酸(An)和N,N?-二丙酸-3,4,9,10-苝四甲酰二亚胺(PBI)纳米纤维的水凝胶,证明了该方法在制备机械增强的水凝胶的普适性。3.我们通过复合PAA与8-羟基芘-1,3,6-三磺酸三钠盐(PYR)的混合物溶液(PYR/PAA)和PEI与十四烷基甲基紫晶(RV)的混合物溶液(RV/PEI),制备了机械性能易调控的高强度高拉伸的自修复可循环利用水凝胶。在复合过程中原位形成的PYR-RV纳米结构可以同时提高所制备的(PYR/PAA)-(RV/PEI)凝胶的拉伸强度和拉伸性能。通过调节PYR和RV的比例,可以在复合过程中原位组装形成具有不同形貌的纳米结构。这些纳米结构对凝胶具有不同的增强增韧效果,从而实现对凝胶机械性能的调控。此外,得益于氢键和静电作用的可逆性以及聚合物链段高的运动性,制备的具有不同机械性能的(PYR/PAA)-(RV/PEI)凝胶都可以在室温下高效地修复损伤和循环利用。4.我们通过复合线性聚乙烯亚胺(LPEI)和4-甲酰苯-1,3-二磺酸二钠(BADS)修饰的聚乙烯醇(SPVA),制备了具有优异自恢复性能的高强度自修复水凝胶。SPVA上磺酸基团与LPEI上质子化胺基之间强的静电作用和SPVA上磺酸基团与羟基之间弱的氢键作用是形成凝胶的主要驱动力。调节BADS的接枝率以及LPEI和SPVA的质量比,可以调控所得到的凝胶的机械性能。LPEI/SPVA凝胶的最大拉伸强度为10.0 MPa,该凝胶在室温下放置1小时可使被拉伸的样品恢复到初始状态。此外,由于静电和氢键作用是动态可逆的,LPEI/SPVA凝胶可以在室温下修复损伤。
Abstract
gao jiang du gao la shen de ju ge wu cai liao zai ke la shen huo ke chuan dai de dian zi qi jian 、zhi dong qi 、zu zhi gong cheng deng ling yu ju you an fan de ying yong qian jing 。ran er ,hen nan zhi bei chu tong shi ju you gao de ji xie jiang du he la shen xing neng de ju ge wu cai liao ,yin wei cai liao de zhe xie xing zhi tong chang shi xiang hu mao dun de 。ci wai ,ju ge wu cai liao zai fan fu shi yong guo cheng zhong hui bu ke bi mian de shou dao sun shang ,shi cai liao sang shi yuan you de xing neng ,su duan cai liao de shi yong shou ming 。fu yu ju ge wu cai liao zi xiu fu xing neng he ke xun huan li yong xing neng ,ke yi yan chang cai liao de shi yong shou ming 、jiang di yuan cai liao de xiao hao he jian shao dui huan jing zao cheng de wu ran 。ben lun wen zhi zai tong guo jian chan de rong ye fu ge de fang fa ,kuai su de zhi bei jian ju gao de la shen jiang du 、la shen xing neng he ren xing yi ji you yi de zi xiu fu he ke xun huan li yong xing neng de gao xing neng ju ge wu shui ning jiao 。1.wo men tong guo jiang dai xiang fan dian he de ju er jia ji er xi bing ji an yan suan yan (PDDA)yu zhi hua ju yi xi ya an (PEI)de hun ge wu rong ye (PDDA/PEI)he ju ben yi xi huang suan na (PSS)yu ju bing xi suan (PAA)de hun ge wu rong ye (PSS/PAA)fu ge ,ran hou jiang fu ge wu su xing 、gan zao bing xi shui bao he ,zhi bei le gao jiang du gao la shen de zi xiu fu ke xun huan li yong shui ning jiao 。ju you yuan wei xing cheng de PDDA-PSSna mi li zi de (PDDA/PEI)-(PSS/PAA)ning jiao de la shen jiang du 、duan lie ying bian he ren xing fen bie wei 1.26±0.06 MPa、2434.2±150.3%he 19.53±0.48 MJ/m3,ta men fen bie shi PEI-PAAning jiao de 2.4bei 、1.8bei he 5.2bei 。de yi yu jing dian he qing jian zuo yong de ke ni xing ,(PDDA/PEI)-(PSS/PAA)ning jiao ke yi zai shi wen xia shui zhong you xiao de xiu fu sun shang ,hui fu ji yuan you de ji xie xing neng 。ci wai ,(PDDA/PEI)-(PSS/PAA)ning jiao zai gan zao he mo cheng fen mo hou ,zai shui de cun zai xia ke yi zai shi wen xia bei xun huan li yong 。2.wo men tong guo jian chan de fu ge PAArong ye he PEIyu pi ding suan (PYA)de fu ge rong ye (PEI-PYA)de fang fa ,zhi bei le tong shi ju you gao de la shen jiang du he la shen xing neng yi ji you yi de zi xiu fu he ke xun huan li yong xing neng de shui ning jiao 。zai fu ge guo cheng zhong yuan wei zu zhuang xing cheng de duo ji PYAna mi qian wei ke yi tong shi di gao suo zhi bei de PAA/PEI-PYAning jiao de la shen jiang du he la shen xing neng ,shi ning jiao de la shen jiang du 、duan lie shen chang lv he ren xing fen bie gao da 1.13±0.04 MPa、2969.9±153.8%he 18.17±0.86 MJ/m3,ta men shi PAA/PEIning jiao de 2.2bei 、2.1bei he 4.8bei 。tong shi ,you yu jing dian he qing jian zuo yong shi ke ni de ,PAA/PEI-PYAning jiao ke yi zai shi wen xia gao xiao de xiu fu sun shang ji xun huan li yong 。gai ti ji ye bei jin yi bu kuo zhan dao zhi bei ju you duo ji 9-en jia suan (An)he N,N?-er bing suan -3,4,9,10-bei si jia xian er ya an (PBI)na mi qian wei de shui ning jiao ,zheng ming le gai fang fa zai zhi bei ji xie zeng jiang de shui ning jiao de pu kuo xing 。3.wo men tong guo fu ge PAAyu 8-qiang ji pi -1,3,6-san huang suan san na yan (PYR)de hun ge wu rong ye (PYR/PAA)he PEIyu shi si wan ji jia ji zi jing (RV)de hun ge wu rong ye (RV/PEI),zhi bei le ji xie xing neng yi diao kong de gao jiang du gao la shen de zi xiu fu ke xun huan li yong shui ning jiao 。zai fu ge guo cheng zhong yuan wei xing cheng de PYR-RVna mi jie gou ke yi tong shi di gao suo zhi bei de (PYR/PAA)-(RV/PEI)ning jiao de la shen jiang du he la shen xing neng 。tong guo diao jie PYRhe RVde bi li ,ke yi zai fu ge guo cheng zhong yuan wei zu zhuang xing cheng ju you bu tong xing mao de na mi jie gou 。zhe xie na mi jie gou dui ning jiao ju you bu tong de zeng jiang zeng ren xiao guo ,cong er shi xian dui ning jiao ji xie xing neng de diao kong 。ci wai ,de yi yu qing jian he jing dian zuo yong de ke ni xing yi ji ju ge wu lian duan gao de yun dong xing ,zhi bei de ju you bu tong ji xie xing neng de (PYR/PAA)-(RV/PEI)ning jiao dou ke yi zai shi wen xia gao xiao de xiu fu sun shang he xun huan li yong 。4.wo men tong guo fu ge xian xing ju yi xi ya an (LPEI)he 4-jia xian ben -1,3-er huang suan er na (BADS)xiu shi de ju yi xi chun (SPVA),zhi bei le ju you you yi zi hui fu xing neng de gao jiang du zi xiu fu shui ning jiao 。SPVAshang huang suan ji tuan yu LPEIshang zhi zi hua an ji zhi jian jiang de jing dian zuo yong he SPVAshang huang suan ji tuan yu qiang ji zhi jian ruo de qing jian zuo yong shi xing cheng ning jiao de zhu yao qu dong li 。diao jie BADSde jie zhi lv yi ji LPEIhe SPVAde zhi liang bi ,ke yi diao kong suo de dao de ning jiao de ji xie xing neng 。LPEI/SPVAning jiao de zui da la shen jiang du wei 10.0 MPa,gai ning jiao zai shi wen xia fang zhi 1xiao shi ke shi bei la shen de yang pin hui fu dao chu shi zhuang tai 。ci wai ,you yu jing dian he qing jian zuo yong shi dong tai ke ni de ,LPEI/SPVAning jiao ke yi zai shi wen xia xiu fu sun shang 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自吉林大学的袁涛，发表于刊物吉林大学2019-06-25论文，是一篇关于水凝胶论文,材料科学论文,聚合物复合物论文,自修复材料论文,可循环利用材料论文,吉林大学2019-06-25论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自吉林大学2019-06-25论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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