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李学锋教授团队在微纳米高强软物质领域取得突破

来源:绿色轻工材料湖北省重点实验室  发布时间:2017-05-06 16:19:39

 

基于高强度双层网络水凝胶的概念,引入离子交联与化学交联杂化手段合成出海藻酸钠/聚丙烯酰胺(SA/PAAm)双网络(DN)水凝胶,对其在离子溶液环境中的摩擦性能进行研究。得到的SA/PAAm水凝胶断裂伸长率达到11200%、有缺口SA/PAAm水凝胶试样断裂伸长率仍达到4300%,显示出极低的缺口敏感性和高效的能量耗散。由于离子交联键的再生功能,SA/PAAm水凝胶具有优异的瞬时疲劳修复能力,在结构遭到破坏后,力学强度可立即由4%恢复至30%。在CaCl2溶液中,SA/PAAm水凝胶第一层网络的交联度大大提高,使得凝胶整体溶胀度减小、模量提高,但溶液的德拜长度不足以屏蔽SA分子链与基板间电荷排斥作用;在NaCl溶液中,Na+离子会和已与SA螯合的Ca2+离子发生离子交换,使得SA/PAAm水凝胶的第一层网络交联度减小,同时Na+离子屏蔽了SA分子链与基板之间的电荷排斥作用,使得PAAm网络与基板之间的吸附作用效果增强,因此凝胶在NaCl溶液中的摩擦力较CaCl2溶液中大。离子交联与化学交联杂化水凝胶扩展了水凝胶的研究领域并拓宽了其应用范围。
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