聚乙烯醇/聚咪唑离子液体双网络水凝胶的制备及力学性能研究文献综述

 2023-05-15 09:05

文献综述

文 献 综 述1.研究背景及意义水凝胶是一种以水作为液相分散介质的具有三维空间网状结构的交联聚合物,可以通过聚合物网络中的亲水性基团或聚电解质吸收大量的水溶胀,含水量甚至高达95%以上,因此水凝胶常被用作吸水或保水材料,并广泛应用于工业、农业、建筑等诸多领域[1]。

另外,由于水凝胶材料具有优异的生物相容性,因此在药物传递和组织工程等生物医学领域也有广阔的应用前景。

水凝胶材料的机械性能对其在组织工程等领域作为结构材料的应用具有重要的影响,因此对水凝胶进行增强、增韧的改性可以有效地扩展材料的使用前景,是一项充满意义的工作[2]。

传统的水凝胶一般机械性能较差,在外力作用下仅能承受有限的应力和应变,很多水凝胶甚至在溶胀过程中就发生破裂,因此只能用作吸水材料等一些非结构性材料,大大限制了水凝胶作为人造韧带、人造软骨等生物组织替代材料的应用[3]。

所以虽然在制备优秀力学性能的水凝胶方面取得了很大的进展,但所开发的高强高韧水凝胶在许多方面仍远远低于含水生物组织和固体工程塑料。

而聚乙烯醇(PVA)水凝胶是 PVA 高分子交联形成的三维网状结构,此结构在溶剂中溶胀形成胶态物质,PVA 水凝胶具备吸水保水、机械性能好、缓释及对外界刺激的敏感性响应等性能以及具有低毒性,[4]物理力学性能好以及生物相容性优良等优点使它在生物医药、食品工业等领域具有广泛的应用[5][6]。

尽管PVA水凝胶通常已经显现出较好的力学性能,而在其中引入第二种聚合物网络有望能进一步提高其力学性能表现[7]。

同时,由于常见的PVA水凝胶制备都是通过冻-融法获得,而近期所报道的利用溶剂交换法能够更加简便地获得PVA水凝胶[7],但是这两种方法对于基于PVA的双网络水凝胶的力学性能的影响尚不明了。

因此,本课题拟分别通过冻-融法和溶剂交换法制备PVA/离子聚合物双网络水凝胶,比较两种方法对所得水凝胶性能,尤其是力学性能的影响。

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