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本论文旨在以纳米粒子为增强材料并在网络内部构建双交联结构制备复合水凝胶。相比于以低电导率的氧化石墨烯作为纳米填料构筑纳米复合水凝胶,直接选用具有更加优异的光、电、热、力学等性能的石墨烯无疑具有更显著的优势。然而,原始石墨烯在水等极性溶剂中易团聚难以均匀分散,是其有效应用的主要障碍。为解决此难题,本论文从分子设计角度制备了一种新型含有芘基团的引发剂（pybACVA）,采用N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）作为反应单体和石墨烯的分散剂,借助pybACVA的芘基团与石墨烯通过π-π作用使引发剂吸附在石墨烯片层上并引发单体聚合,促使石墨烯片层起到物理交联点的作用。此外,为进一步提高水凝胶的强度,同时添加少量的N,N’-亚甲基双丙烯酰胺（BIS）作为化学交联点,制得兼具物理和化学双交联的新型聚N,N-二甲基丙烯酰胺/石墨烯双交联纳米复合水凝胶。具体制备过程如下:首先通过酯化反应制得pybACVA,随后与石墨烯共混使其相互吸附。通过热失重测试对溶剂、水含量以及pybACVA的浓度进行优化,pybACVA在石墨烯上的最优吸附量为21.62 wt%;拉曼等测试证明了石墨烯与引发剂之间存在相互作用,由此表明GR-pybACVA成功制备。再将GR-pybACVA加入到DMAA单体中以原位聚合的方法可制备得到PDMAA/石墨烯双交联纳米复合水凝胶。对制备的水凝胶进行流变测试以优化各组分的最优含量,结果表明:过硫酸铵（APS）、石墨烯、BIS最优量分别为0.7 wt%、0.7 wt%、0.1 wt%。红外、拉曼、SEM等组分和形貌测试证明凝胶状态下石墨烯与pybCAVA之间存在相互作用,表明该凝胶已成功制备。此外,该新型纳米复合水凝胶具有良好的力学性能(PA0.7G0.7B0.07H的拉伸强度为36±1.3 kPa,断裂伸长率为892±23%,压缩强度为519±12 kPa),并且在多次拉伸和压缩循环后仍具有良好的瞬时回弹性。该凝胶也具有良好的溶胀性能(PA0.7G0.7B0.1H的平衡溶胀时水含量和溶胀比分别为539%、6.69)。同时其导电性能也显著提升,添加有GR-pybACVA的PA0.7G0.7B0.1H水凝胶和气凝胶电导率分别为2.2×10-33 S/m和31.3×10-99 S/m,较纯聚合物凝胶分别提高了1.65倍和54倍。这些优异的性能为其在医学生物细胞培养等方面的应用提供了可能,拥有广阔的发展前景。