北海道大學(xué)龔劍萍教授/四川大學(xué)羅鋒副研究員《Macromolecules》：鹽對聚兩性電解質(zhì)水凝膠機械行為的影響
2022-12-20 來源：高分子科技
聚兩性電解質(zhì)水凝膠（PA膠）由溶脹于水的隨機分散的陽離子和陰離子重復(fù)單元的聚合物網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。在平衡電荷條件下，隨機分散的陽離子和陰離子重復(fù)單元通過鏈間和鏈內(nèi)正負電荷吸引作用聚集形成寬強度分布的多重離子鍵，從而使PA膠形成由來自共價鍵或拓撲纏結(jié)構(gòu)筑的主網(wǎng)絡(luò)及動態(tài)離子鍵構(gòu)筑的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)雙重交聯(lián)體系。雙重交聯(lián)結(jié)構(gòu)不僅賦予PA膠在觀察時間尺度內(nèi)表現(xiàn)出強粘彈性，自修復(fù)性，還增強了其韌性和強度。因而，PA膠擁有高韌性（可與骨骼肌媲美）和多級強抗疲勞。同時，PA膠表現(xiàn)出優(yōu)異的生物相容性、生物粘附性和抗生物污染性能，具有巨大的潛能應(yīng)用于結(jié)構(gòu)生物材料。
圖2. 鹽濃度 (CNaCl) 對平衡 PA 凝膠的外觀和溶脹行為的影響。
圖 3. PA-p 和 PA-c 在 25 ℃ 下在不同鹽濃度 CNaCl 中平衡后的動態(tài)機械行為。
圖 4. 通過時間-鹽疊加原則構(gòu)建的動態(tài)機械行為的master curve曲線以及相應(yīng)的平移因子asalt。
圖 5. 單軸拉伸大應(yīng)變機械行為遵循時間-鹽疊加原則。
圖 6. 循環(huán)拉伸能量耗散遵循時間-鹽疊加原則。
圖 7. 未變形的鹽平衡凝膠在水中重新透析去除鹽離達到再平衡的力學(xué)行為可逆性探究。
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.2c02003
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